DE102012208267A1 - Ansteuerung eines Leuchtmittels - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Modul zur Ansteuerung eines Leuchtmittels, eine Leuchtvorrichtung mit einem solchen Modul sowie ein Leuchtsystem mit mindestens einer solchen Leuchtvorrichtung. Weiterhin wird ein Verfahren zur Ansteuerung eines Betriebsgeräts vorgeschlagen.
- Als Ersatz für Leuchtstoffröhren werden LED-Röhren angeboten. Bei einer solchen LED-Röhre (auch bezeichnet als "LED-Tube") handelt es sich um ein Leuchtmittel in Form einer Leuchtstoffröhre, die beispielsweise mehrere Halbleiterleuchtelemente aufweist und anstelle einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre verwendet werden kann.
- Dabei werden eine Startelektronik für die herkömmliche Leuchtstoffröhre sowie die Leuchtstoffröhre selbst durch einen LED-Starter (internen Kurzschluss) und die LED-Röhre ersetzt. Die LED-Röhre wird in der Regel nur ein- und ausgeschaltet. Insbesondere ist es von Nachteil, dass eine Dimmbarkeit der LED-Röhre aufgrund der Bauform nicht effizient möglich ist. So ist es ein Problem, dass die LED-Röhre über eine Drossel mit der Netzwechselspannung verbunden ist und somit Steuersignale, die über die Netzwechselspannung zu der LED-Röhre übertragen werden sollen, durch die Drossel gefiltert werden. Eine sogenannte Powerline-Steuerung der LED-Röhre ist somit nicht ohne weiteres möglich.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu vermeiden und eine effiziente Möglichkeit zur Ansteuerung der LED-Röhre, z.B. zur Einstellung der Helligkeit (Dimmung) der LED-Röhre, zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
- Zur Lösung der Aufgabe wird ein Modul zur Ansteuerung eines Leuchtmittels angegeben,
- – wobei das Leuchtmittel mindestens ein Halbleiterleuchtelement aufweist,
- – wobei das Modul über mindestens ein Betriebsgerät des Leuchtmittels verbunden ist, wobei eine Netzspannung an das mindestens eine Betriebsgerät anschließbar ist und wobei die Netzspannung dem Modul über das mindestens eine Betriebsgerät bereitstellbar ist,
- – wobei von dem Modul ein Steuersignal zu dem mindestens einen Betriebsgerät übermittelbar ist.
- Hierbei wird das Modul (auch bezeichnet als LED-Starter) mit der Netzspannung versorgt und kann somit unterschiedliche Aktionen bereitstellen und/oder Auswertungen durchführen.
- Das von dem Modul bereitgestellte Steuersignal ist dazu geeignet, das mindestens eine Betriebsgerät anzusteuern bzw. über das mindestens eine Betriebsgerät das Leuchtmittel einzustellen. Beispielsweise kann so auf effiziente Art eine Helligkeitssteuerung (Dimmung) erreicht werden.
- Eine Weiterbildung ist es, dass das Modul mit mindestens einem Sensor verbunden ist.
- Auch kann der mindestens eine Sensor Teil des Moduls sein. Ein Signal von dem Sensor kann von dem Modul ausgewertet werden und basierend (auch) auf diesem Signal kann das Steuersignal an das mindestens eine Betriebsgerät übermittelt werden.
- Eine andere Weiterbildung ist es, dass das Modul mit mindestens einem Helligkeitssensor verbunden ist und das Steuersignal eine Information zur Einstellung der Helligkeit des Leuchtmittels aufweist.
- Zu diesem Zweck kann das Modul eine Auswerteelektronik aufweisen, die anhand des Helligkeitssensors eine Übermittlung des Steuersignals an das Betriebsgerät veranlasst. Beispielsweise kann die Übermittlung des Steuersignals drahtlos oder drahtgebunden erfolgen. Die drahtgebundene Übermittlung erfolgt beispielsweise über die Leitung über die auch das Modul mit Strom versorgt wird. Beispielsweise kann das Steuersignal auf die Netzspannung moduliert werden. Der Empfänger in dem (mindestens einen) Betriebsgerät verfügt über einen entsprechenden Demodulator. Vorzugsweise ist das Betriebsgerät über eine Induktivität, z.B. eine Eisendrossel, mit dem Stromnetz verbunden, so dass durch die Modulation des Steuersignals keine Störung des Stromnetzes erfolgt.
- Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass der Helligkeitssensor lösbar mit einer Leuchte, die das Leuchtmittel umfasst, verbunden ist.
- Der Sensor kann z.B. mit einem Clip, einem Klettverschluss oder magnetisch (z.B. mit einer magnetischen Rückseite) lösbar mit der Leuchte befestigt sein.
- Auch ist es eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Betriebsgerät und das Leuchtmittel eine Einheit für den Ersatz einer Leuchtstoffröhre bilden.
- Auf diese Weise kann eine herkömmliche Leuchtstoffröhre mit Betriebsgerät durch das Leuchtmittel mit zugehörigem Betriebsgerät (bzw. mit zwei zugehörigen Betriebsgeräten) ersetzt werden. Das Modul kann Teil des Betriebsgeräts oder separat zu diesem ausgeführt sein.
- Ferner ist es eine Weiterbildung, dass das Modul eine Funkeinrichtung zur Übermittlung des Steuersignals aufweist.
- Die Funkeinrichtung kann einen Sender, einen Empfänger oder eine Kombination aus beiden umfassen. Die Übermittlung des Steuersignals kann über unterschiedliche Kommunikationsschnittstellen erfolgen, z.B. Nahfeldkommunikation, WLAN, Bluetooth, ZigBee, Mobilfunk, etc.
- Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung weist das Modul einen Empfänger zum Empfangen eines Signals auf, wobei anhand des Signals das Steuersignal bestimmt wird und an das mindestens eine Betriebsgerät übermittelt wird.
- Auf diese Weise kann eine Master/Slave-Schaltung realisiert werden: Das Modul fungiert in diesem Beispiel als Master zur Ansteuerung mehrerer Leuchtmittel bzw. Leuchten (z.B. umfassend LED-Röhren).
- Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass das mindestens eine Betriebsgerät einen Empfänger aufweist oder mit einem Empfänger verbunden ist, über den das Steuersignal als drahtlose Nachricht von der Funkeinrichtung empfangbar ist.
- Eine Ausgestaltung ist es, dass die Funkeinrichtung zur Übermittlung des Steuersignals an mehrere Betriebsgeräte zur Ansteuerung mehrerer Leuchtmittel übertragbar ist.
- Eine Ausführungsform besteht darin, dass das Modul mindestens ein Bedienelement aufweist zur Einstellung mindestens einer Funktionalität.
- Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass das Bedienelement mindestens eine der folgenden Komponenten umfasst:
- – einen Schalter oder Taster,
- – ein Drehrad (z.B. einen Drehschalter oder ein drehbares Bedienelement mit einstellbaren Stufen),
- – ein Potentiometer.
- Beispielsweise kann mittels des Bedienelements eine Funk-Kanalwahl erfolgen. Auch können bestimmte Funktionen, z.B. eine automatische Helligkeitsregelung anhand eines Helligkeitssensors mittels eines Schalters ein- oder ausgeschaltet werden. Alternativ oder zusätzlich kann z.B. die Empfindlichkeit einer Helligkeitsregelung mittels eines Potentiometers eingestellt werden.
- Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Leuchtvorrichtung
- – umfassend ein Leuchtmittel, das mindestens ein Halbleiterleuchtelement aufweist,
- – umfassend mindestens ein Betriebsgerät zur Ansteuerung des Leuchtmittels, wobei das mindestens eine Betriebsgerät mit einer Netzspannung verbindbar ist,
- – mit einem Modul, das über das mindestens eine Betriebsgerät des Leuchtmittels verbunden ist, wobei die Netzspannung dem Modul über das mindestens eine Betriebsgerät bereitstellbar ist,
- – wobei von dem Modul ein Steuersignal zu dem mindestens einen Betriebsgerät übermittelbar ist.
- Die Leuchtvorrichtung kann eine Leuchte, eine Lampe oder ein Leuchtmodul sein.
- Ferner wird die oben genannte Aufgabe gelöst mittels eines Leuchtsystems umfassend mindestens eine der beschriebenen Leuchtvorrichtungen, wobei die mindestens eine Leuchtvorrichtung über das Modul ansteuerbar ist.
- Auch ist es eine Ausgestaltung, dass über eine zentrale Einheit ein Signal an das Modul übermittelt wird und basierend auf diesem Signal das Steuersignal für mindestens ein Steuergerät mindestens eines Leuchtmittels übermittelt wird.
- Bei der zentralen Einheit kann es sich um ein Lichtsteuersystem z.B. für einen Raum, für einen Teil des Raums, für ein Gebäude o.ä. handeln.
- Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Ansteuerung eines Betriebsgeräts,
- – wobei das Betriebsgerät mit einem Leuchtmittel verbunden ist und das Leuchtmittel mindestens ein Halbleiterleuchtelement aufweist,
- – wobei eine Netzspannung an das mindestens eine Betriebsgerät anschließbar ist und die Netzspannung einem Modul über das mindestens eine Betriebsgerät bereitgestellt wird,
- – wobei von dem Modul ein Steuersignal zu dem mindestens einen Betriebsgerät übermittelt wird.
- Hierbei sei angemerkt, dass die Ausführungen zu den Vorrichtungen entsprechend auch für das Verfahren gelten.
- Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
- Es zeigen:
-
1 ein Leuchtmittel mit einem Betriebsgerät102 und mit einer Brücke103 , wobei ein LED-Starter mit dem Betriebsgerät und der Brücke verbunden ist; -
2 ein Leuchtmittel mit zwei Betriebsgeräten, wobei ein LED-Starter mit einem Sensor und mit den Betriebsgeräten verbunden ist; -
3 eine Erweiterung der Anordnung von2 mit einem Empfänger zum Empfang von Funksignalen; -
4 einen beispielhaften LED-Starter mit einer Platine, die eine Auswerteelektronik umfasst, wobei der LED-Starter mit einem Funkempfänger und einem Sensor verbunden ist; -
5 den LED-Starter mit unterschiedlichen Bedienelementen. - Die hier vorgestellte Lösung schlägt vor, ein LED-Startmodul als ein Steuergerät für eine LED-Röhre einzusetzen.
- Beispielsweise wird die LED-Röhre auf diese Art dimmbar bzw. mit zusätzlichen Funktionen versehen. Zusätzlich ist eine Kommunikation und/oder Steuerung mehrerer LED-Röhren mittels des Steuergeräts möglich.
- Das Leuchtmittel ist z.B. über eine Eisendrossel mit der Netzwechselspannung verbunden. Diese Eisendrossel wirkt bei der Kommunikation über die Netzwechselspannung als ein Filter, so dass an die Netzwechselspannung angeschlossene Geräte jenseits der Eisendrossel nicht gestört werden. Mit anderen Worten funktioniert eine Kommunikation über die Netzspannung (Powerline-Kommunikation) nur bis zur Eisendrossel.
- Diese Architektur ermöglicht neuartige Anwendungsmöglichkeiten für die LED-Röhre bzw. für mehrere Leuchtmittel z.B. in Form der LED-Röhren.
-
1 zeigt ein Leuchtmittel101 mit einem Betriebsgerät102 (auch bezeichnet als elektronisches Vorschaltgerät) und mit einer Brücke103 . Weiterhin ist ein LED-Starter104 vorgesehen, der als eine Brücke oder eine Sicherung ausgeführt sein kann. Eine Netzwechselspannung105 ist über eine Drossel106 (z.B. eine Eisendrossel) mit dem Betriebsgerät102 als auch mit der Brücke103 verbunden. Der Stromkreis kann durch den LED-Starter104 geschlossen werden, indem der LED-Starter104 beispielsweise das Betriebsgerät102 mit der Brücke103 verbindet. - Die Kombination aus Leuchtmittel
101 , Betriebsgerät102 , Brücke103 und LED-Starter104 kann vorgesehen sein zum Ersatz einer Leuchtstoffröhre mit entsprechendem Betriebsgerät. - Anstelle der Brücke
103 kann ein zusätzliches Betriebsgerät vorgesehen sein, so dass auf beiden Seiten des Leuchtmittels101 je ein Betriebsgerät angeordnet ist. In diesem Fall können die Betriebsgeräte miteinander verbunden sein, z.B. durch eine entsprechende Sicherheitseinrichtung in Form eines Vier-Punkteschalters in der Endkappe: Der Anwender ist somit beim Einsetzen des Leuchtmittels vor einem elektrischen Schlag geschützt. -
2 zeigt ein Leuchtmittel201 mit einem Betriebsgerät202 und einem Betriebsgerät203 . Weiterhin ist ein LED-Starter204 vorgesehen, der mit einem Sensor207 verbunden ist. - Die Netzwechselspannung
205 ist über eine Drossel206 (z.B. eine Eisendrossel) mit dem Betriebsgerät202 und mit dem Betriebsgerät203 verbunden. Der Stromkreis kann durch den LED-Starter204 geschlossen oder modifiziert werden. Insoweit kann der LED-Starter204 auch als ein funktionaler Block209 (z.B. eine Steuerschaltung) in dem Stromkreis dargestellt werden. - Die Netzwechselspannung
205 liegt in Form der Phase L und des Neutralleiters N an den Betriebsgeräten202 und203 und an dem LED-Starter204 . Damit wird der LED-Starter204 mit der Netzspannung versorgt. Der Sensor207 kann über eine Leitung208 mit dem LED-Starter204 verbunden sein. Der Sensor207 kann z.B. an einer Leuchte umfassend das hier beschriebene Leuchtmittel201 montiert sein. Insoweit kann der LED-Starter204 eine Elektronik aufweisen anhand derer das Signal des Sensors207 zur Einstellung der Helligkeit des Leuchtmittels201 genutzt wird. Zusätzlich kann der LED-Starter204 auch eine Sicherung oder eine (schaltbare) Brücke aufweisen. - Mit der Versorgung über die Netzspannung ist der LED-Starter in der Lage, unterschiedliche Funktionen zur Einstellung des Leuchtmittels wahrzunehmen.
- Das Leuchtmittel
201 ist beispielsweise eine Anordnung mindestens eines Halbleiterleuchtelements, z.B. mindestens einer LED und/oder mindestens einer OLED in Reihen- und/oder Parallelschaltung, z.B. in einer Röhre. Eine solche Anordnung wird auch als LED-Röhre oder LED-Tube bezeichnet. - Eine Erweiterung der in
2 beschriebenen Ausführung besteht darin, dass in dem LED-Starter204 eine Auswerteelektronik vorgesehen ist, die das Signal von dem Sensor207 auswertet und als ein Steuersignal an das Betriebsgerät202 (und/oder das Betriebsgerät203 ) übermittelt. Das Betriebsgerät202 (und/oder das Betriebsgerät203 ) stellt daraufhin z.B. eine Helligkeit und/oder Farbe des Leuchtmittels201 ein. Die Drossel206 verhindert, dass das Steuersignal die Netzwechselspannung205 stört. - Das Steuersignal kann zu mehreren Betriebsgeräten unterschiedlicher Leuchtmittel
201 übermittelt werden. Insofern kann der LED-Starter204 auch mehreren Betriebsgeräten bzw. Leuchtmitteln zugeordnet sein. -
3 zeigt eine Erweiterung der Anordnung von2 mit einem Empfänger301 zum Empfang von Funksignalen, die von dem LED-Starter204 gesendet werden. Ansonsten wird auf die Bezugszeichen sowie die Ausführungen zu2 verwiesen. - Der LED-Starter
204 kann zu diesem Zweck beispielsweise ein Funkmodul enthalten zur Übermittlung des Steuersignals über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle. - Optional können mehrere LED-Röhren im Umkreis des LED-Starters
204 angesteuert werden. Hierbei ist vorteilhaft nur ein einzelner Sensor207 (z.B. innerhalb eines vorgegebenen Funkradius oder eines kleinen Umkreises) erforderlich. Auf diese Weise kann eine Master/Slave-Schaltung realisiert werden: Der LED-Starter204 fungiert als Master (zur Ansteuerung) für mehrere LED-Röhren (Slaves). -
4 zeigt einen beispielhaften LED-Starter204 mit einer Platine401 , die eine Auswerteelektronik umfasst. Der LED-Starter204 ist über die Leitung mit dem Sensor207 verbunden. Der Sensor kann z.B. mit einem Clip, einem Klettverschluss oder magnetisch (z.B. mit einer magnetischen Rückseite) lösbar mit der Leuchte befestigt sein. - Anstatt des Sensors oder zusätzlich zu dem Sensor
207 kann auch ein Funkempfänger402 vorgesehen sein. Der Funkempfänger402 kann z.B. Funksignale von einer Lichtsteuerung in Steuersignale für die angeschlossene LED-Röhre umsetzen. Dadurch wird die LED-Röhre in der Ansteuerung kompatibel mit existierenden zentralen drahtlosen Lichtsteuerungen. Der Funkempfänger402 kann auch Teil des LED-Starters204 sein. - Optional kann der LED-Starter auch ein Eingabemittel aufweisen, so dass z.B. manuell Einstellungen vorgenommen werden können.
-
5 zeigt den LED-Starter204 mit der Platine401 sowie einem verstellbaren Drehrad501 , anhand dessen z.B. eine Option eingestellt oder eine Kanalwahl für einen Funkkanal vorgenommen werden kann. Weiterhin sind in5 zwei Schalter oder Taster502 und503 dargestellt, anhand derer unterschiedliche Einstellungen vorgenommen werden können. Beispielsweise können einzelne Sensoren oder Funktionalitäten des LED-Starters ein- oder ausgeschaltet werden. - Bezugszeichenliste
-
- 101
- Leuchtmittel
- 102
- Betriebsgerät
- 103
- Brücke
- 104
- LED-Starter
- 105
- Netzwechselspannung
- 106
- Drossel
- 201
- Leuchtmittel
- 202
- Betriebsgerät
- 203
- Betriebsgerät
- 204
- LED-Starter (auch: "Modul")
- 205
- Netzwechselspannung
- 206
- Drossel
- 207
- Helligkeitssensor
- 208
- Leitung (Kabel)
- 209
- funktionaler Block (bzw. Steuerschaltung)
- 301
- (Funk-)Empfänger
- 401
- Platine (mit Auswerteelektronik)
- 402
- Funkempfänger
- 501
- Drehrad
- 502
- Taster oder Schalter
- 503
- Taster oder Schalter
Claims (15)
- Modul (
204 ) zur Ansteuerung eines Leuchtmittels (201 ), – wobei das Leuchtmittel (201 ) mindestens ein Halbleiterleuchtelement aufweist, – wobei das Modul über mindestens ein Betriebsgerät (202 ,203 ) des Leuchtmittels (201 ) verbunden ist, wobei eine Netzspannung (205 ) an das mindestens eine Betriebsgerät (202 ,203 ) anschließbar ist und wobei die Netzspannung (205 ) dem Modul (204 ) über das mindestens eine Betriebsgerät (202 ,203 ) bereitstellbar ist, – wobei von dem Modul (204 ) ein Steuersignal zu dem mindestens einen Betriebsgerät (202 ,203 ) übermittelbar ist. - Modul nach Anspruch 1, wobei das Modul (
204 ) mit mindestens einem Sensor (207 ) verbunden ist. - Modul nach Anspruch 2, wobei das Modul (
204 ) mit mindestens einem Helligkeitssensor (207 ) verbunden ist und das Steuersignal eine Information zur Einstellung der Helligkeit des Leuchtmittels (201 ) aufweist. - Modul nach Anspruch 3, bei dem der Helligkeitssensor (
207 ) lösbar mit einer Leuchte, die das Leuchtmittel (201 ) umfasst, verbunden ist. - Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine Betriebsgerät (
202 ,203 ) und das Leuchtmittel eine Einheit für den Ersatz einer Leuchtstoffröhre bilden. - Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Funkeinrichtung zur Übermittlung des Steuersignals.
- Modul nach Anspruch 6, mit einem Empfänger (
402 ) zum Empfangen eines Signals, wobei anhand des Signals das Steuersignal bestimmt wird und an das mindestens eine Betriebsgerät (202 ,203 ) übermittelt wird. - Modul nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das mindestens eine Betriebsgerät (
202 ,203 ) einen Empfänger (301 ) aufweist oder mit einem Empfänger (301 ) verbunden ist, über den das Steuersignal als drahtlose Nachricht von der Funkeinrichtung empfangbar ist. - Modul nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Funkeinrichtung zur Übermittlung des Steuersignals an mehrere Betriebsgeräte zur Ansteuerung mehrerer Leuchtmittel übertragbar ist.
- Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens einem Bedienelement zur Einstellung mindestens einer Funktionalität.
- Modul nach Anspruch 10, bei dem das Bedienelement mindestens eine der folgenden Komponenten umfasst: – einen Schalter oder Taster, – ein Drehrad, – ein Potentiometer.
- Leuchtvorrichtung – umfassend ein Leuchtmittel (
201 ), das mindestens ein Halbleiterleuchtelement aufweist, – umfassend mindestens ein Betriebsgerät (202 ,203 ) zur Ansteuerung des Leuchtmittels (201 ), wobei das mindestens eine Betriebsgerät (202 ,203 ) mit einer Netzspannung (205 ) verbindbar ist, – mit einem Modul (204 ), das über das mindestens eine Betriebsgerät (202 ,203 ) des Leuchtmittels (201 ) verbunden ist, wobei die Netzspannung (205 ) dem Modul (204 ) über das mindestens eine Betriebsgerät (202 ,203 ) bereitstellbar ist, – wobei von dem Modul ein Steuersignal zu dem mindestens einen Betriebsgerät (202 ,203 ) übermittelbar ist. - Leuchtsystem umfassend mindestens eine Leuchtvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine Leuchtvorrichtung über das Modul ansteuerbar ist.
- Leuchtsystem nach Anspruch 13, wobei über eine zentrale Einheit ein Signal an das Modul übermittelt wird und basierend auf dem Signal das Steuersignal für mindestens ein Steuergerät mindestens eines Leuchtmittels übermittelt wird.
- Verfahren zur Ansteuerung eines Betriebsgeräts (
202 ,203 ), – wobei das Betriebsgerät (202 ,203 ) mit einem Leuchtmittel (201 ) verbunden ist und das Leuchtmittel (201 ) mindestens ein Halbleiterleuchtelement aufweist, – wobei eine Netzspannung (205 ) an das mindestens eine Betriebsgerät (202 ,203 ) anschließbar ist und die Netzspannung (205 ) einem Modul (204 ) über das mindestens eine Betriebsgerät (202 ,203 ) bereitgestellt wird, – wobei von dem Modul (204 ) ein Steuersignal zu dem mindestens einen Betriebsgerät (202 ,203 ) übermittelt wird.
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