AT399072B

AT399072B - Optical controller (light controller) for an electric switch

Info

Publication number: AT399072B
Application number: AT0302388A
Authority: AT
Inventors: Wilfried Dipl Ing Dr Rossegger; Alois Seibt; Karl Baumgartner
Original assignee: Seibt Kristl & Co Gmbh
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1995-03-27
Also published as: ATA302388A

Abstract

An optical controller for an electric switch 1 has a comparator stage 3 which is connected on the input side to a primary detector (actual-value sensor, pick-up) 2 for the light intensity (luminous intensity, luminous level), on the one hand, and to a setpoint generator (schedule setter) 4 for an upper limiting value of the light intensity, on the other hand, and is connected on the output side to the controller of the switch 1 with the aid of the actuator 6 thereof. In order to ensure the light controller is switched on again only in the case of need, a switching stage 7 which drops out as the switch 1 is switched off and can be switched on only via a switching sensing element (transducing sensor) 8 is provided as a reclosing lockout between the comparator stage 3 and actuator 6 in the control signal connection.

Description

AT 399 072 BAT 399 072 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtsteuerung für einen elektrischen Schalter mit einer Vergleicherstufe, die eingangsseitig einerseits an einem Istwertgeber für die Lichtstärke und anderseits an einem Sollwertgeber für einen oberen Grenzwert der Lichtstärke anliegt und ausgangsseitig zur Steuerung des Schalters mit dessen Stellglied gegebenenfalls über ein Zeitglied verbunden ist.The invention relates to a light control for an electrical switch with a comparator stage, which on the input side is present on the one hand on an actual value transmitter for the light intensity and on the other hand on a setpoint generator for an upper limit value of the light intensity and on the output side for controlling the switch with its actuator, optionally connected via a timing element is.

Um eine Beleuchtung in Abhängigkeit von den Tageslichtverhältnissen ein- und ausschalten zu können, ist es bekannt, das Stellglied des elektrischen Lichtschalters über eine Vergleicherstufe anzusteuem, die die mit Hilfe eines Istwertgebers erfaßte Lichtstärke mit dem Sollwert für einen oberen und unteren Grenzwert der Lichtstärke vergleicht, so daß beim Unterschreiten des unteren Grenzwertes die Beleuchtung eingeschaltet und beim Überschreiten des oberen Grenzwertes die Beleuchtung wieder ausgeschaltet wird. Das Vorgeben eines unteren Grenzwertes der Lichtstärke für das Einschalten und eines oberen Grenzwertes für das Ausschaiten der Beleuchtung ist notwendig, um den beim Ein- bzw. Ausschalten der Beleuchtung auftretenden Lichtstärkesprung berücksichtigen zu können und ein dadurch bedingtes wiederholtes Ein-und Ausschalten zu vermeiden. Trotz der den Konstruktionsaufwand vergrößernden Vorgabe eines oberen und eines unteren Grenzwertes der Lichtstärke für das Ein- und Ausschalten der Beleuchtung ergeben sich jedoch wiederholte Schaltvorgänge bei Lichtschwankungen. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß die Lichtsteuerung die Beleuchtung beim Abnehmen des Tageslichtes wieder einschaltet, obwohl die Beleuchtung gar nicht benötigt wird, weil während der Zeit ausreichenden Tageslichtes verabsäumt wurde, die Lichtsteuerung abzuschalten.In order to be able to switch a lighting on and off depending on the daylight conditions, it is known to control the actuator of the electric light switch via a comparison stage which compares the light intensity detected with the aid of an actual value transmitter with the target value for an upper and lower limit value for the light intensity. so that when the value falls below the lower limit, the lighting is switched on and when the upper limit is exceeded, the lighting is switched off again. Specifying a lower limit of the light intensity for switching on and an upper limit for switching off the lighting is necessary in order to be able to take into account the change in light intensity occurring when switching the lighting on or off and to avoid repeated switching on and off as a result. Despite the specification of an upper and a lower limit of the luminous intensity for switching the lighting on and off, which increases the design effort, repeated switching operations occur in the event of light fluctuations. In addition, there is a risk that the light control will switch the lighting on again when the daylight is removed, although the lighting is not needed at all, because during the time sufficient daylight was not used to switch off the light control.

Um eine hohe Schalthäufigkeit zufolge kurzfristiger Lichtschwankungen, nicht aber das Wiedereinschalten des Lichtstromes bei einer bleibenden Absenkung der Lichtstärke zu vermeiden, ist es außerdem bekannt (DE-OS 34 04 085, DE-OS 30 08 340), der Vergleicherstufe ein Zeitglied zuzuordnen, das die Betätigung des Schalters erst nach Ablauf einer einstellbaren Zeitspanne freigibt, um die Beleuchtung bei entsprechenden Lichtbedingungen wieder einzuschalten.In order to avoid a high switching frequency due to short-term light fluctuations, but not to switch the luminous flux on again with a permanent reduction in the light intensity, it is also known (DE-OS 34 04 085, DE-OS 30 08 340) to assign a timer to the comparator stage that actuation of the switch only releases after an adjustable period of time in order to switch the lighting back on under the appropriate lighting conditions.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Lichtsteuerung für einen elektrischen Schalter der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß nach einem Abschalten des Lichtstromes ein Wiedereinschalten nicht automatisch, sondern nur bei Bedarf ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object to improve a light control for an electrical switch of the type described with simple means so that after switching off the luminous flux, a restart is not automatically, but only possible if necessary.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß in der Steuersignalverbindung zwischen der Vergleicherstufe und dem Stellglied eine mit dem Ausschalten des Schalters abfallende und lediglich über einen Schaltsignalgeber einschaltbare Schaltstufe als Wiedereinschaltsperre vorgesehen ist.The invention solves this problem in that in the control signal connection between the comparator stage and the actuator there is a drop-off when the switch is turned off and can only be switched on via a switching signal transmitter as a restart lock.

Durch eine solche Wiedereinschaltsperre wird nach dem Ausschalten des elektrischen Schalters aufgrund einer Überschreitung des Sollwertes für die obere Grenze der Lichtstärke die Wiedereinschaltung des Schalters beim Absinken des Istwertes der Lichtstärke unter diesen Grenzwert verhindert, so daß zum Wiedereinschalten der Schaltsignalgeber zu betätigen ist, der im einfachsten Fall durch einen Tastschalter gebildet werden kann. Liegt bei der Betätigung des Schaitsignalgebers die vom Istwertgeber erfaßte Lichtstärke über dem oberen Grenzwert für das Einschalten einer Beleuchtung, so wird über die Lichtsteuerung ein Einschalten verhindert. Das Einschalten ist nur dann möglich, wenn die Helligkeit unter dem vorgegebenen Grenzwert liegt und zusätzlich der Schaltsignaigeber betätigt wird.Such a restart lock prevents the switch from being switched on again when the actual value of the light intensity falls below this limit after the electrical switch has been switched off due to the setpoint for the upper limit of the light intensity being exceeded, so that the switch signal transmitter, which is the simplest to operate, is to be switched on again Case can be formed by a push button. If the light intensity detected by the actual value transmitter is above the upper limit for switching on the lighting when the control signal transmitter is actuated, the lighting control system prevents switching on. Switching on is only possible if the brightness is below the specified limit value and the switch signal transmitter is also activated.

Obwohl die Schaltstufe für die Wiedereinschaltsperre zwischen der Vergleicherstufe und dem Stellglied des elektrischen Schalters unterschiedlich aufgebaut sein kann, weil ja lediglich beim Öffnen des elektrischen Schalters die Steuersignalverbindung zwischen der Vergleicherstufe und dem Stellglied zu unterbrechen ist, empfiehlt sich als Wiedereinschaltsperre ein Und-Glied, das eingangsseitig einerseits am Ausgang der Vergleicherstufe und anderseits am Ausgang einer bistabilen Kippstufe anliegt, die einen mit dem Schaltsignalgeber verbundenen Steuereingang und einen mit dem Ausschalten des Schalters ansteuerbaren Setzeingang für die das Und-Glied bei einer Steuersignalbeaufschlagung für den geschlossenen Schalter sperrende Kippstellung aufweist. Die Kippstufe wird nämlich über den Setzeingang in eine Kippstellung gebracht, in der ein Durchschalten des Und-Gliedes beim Auftreten eines Steuersignales zum Einschalten des Schalters verhindert wird. Der elektrische Schalter kann daher ausschließlich über den Schaltsignalgeber geschaltet werden, weil bei dessen Betätigung die Kippstufe in die andere Kippstellung umkippt und folglich an den beiden Eingängen der Und-Stufe je ein das Durchschalten der Und-Stufe bewirkendes Steuersignal anliegt, was die Betätigung des Stellgliedes und damit das Einschalten des elektrischen Schalters zur Folge hat. Wird der Schaltsignalgeber neuerlich betätigt, so wird der elektrische Schalter wieder ausgeschaltet. Die neuerliche Beaufschlagung des Steuereinganges der Kippstufe bewirkt ja deren Umkippen in die das Und-Glied sperrende Kippstellung.Although the switching stage for the restart lock can be constructed differently between the comparator stage and the actuator of the electrical switch, because the control signal connection between the comparator stage and the actuator can only be interrupted when the electric switch is opened, an AND element is recommended as a restart inhibitor that on the input side, on the one hand, at the output of the comparator stage and, on the other hand, at the output of a bistable multivibrator, which has a control input connected to the switch signal transmitter and a set input that can be controlled by switching the switch off, and for which the AND element locks the closed switch when the control signal is applied to the switch. The flip-flop is namely brought into a flip position via the set input, in which a switching through of the AND element is prevented when a control signal occurs to switch on the switch. The electrical switch can therefore only be switched via the switching signal generator, because when it is actuated, the flip-flop tilts into the other flip-flop position and consequently a control signal which switches the AND-stage is applied to the two inputs of the AND stage, which results in the actuation of the actuator and thus the switching on of the electrical switch results. If the switch signal transmitter is actuated again, the electrical switch is switched off again. The renewed application of the control input of the flip-flop causes it to tip over into the flip position blocking the AND element.

Liegt am Ausgang der Vergleicherstufe kein Steuersignal an, ist der Schalter also offen, so kann eine Betätigung des Schaltsignalgebers zu keinem Einschalten des Schalters führen, weil über das Und-Glied unabhängig von der Kippstellung der Kippstufe kein Steuersignal zum Stellglied gelangen kann. Um jedoch in einem solchen Fall die Schalterfunktion überprüfen und anzeigen zu können, daß ein Einschalten des Schalters aufgrund der herrschenden Helligkeitsverhältnisse unterbunden wird, kann der Ausgang der 2If there is no control signal at the output of the comparator stage, i.e. if the switch is open, actuation of the switch signal transmitter cannot lead to the switch being switched on, because no control signal can reach the actuator via the AND element, regardless of the tilting position of the flip-flop. However, in order to be able to check and indicate the switch function in such a case that the switch is prevented from being switched on due to the prevailing brightness conditions, the output of the second

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Kippstufe über einen zum Und-Glied parallelen Zeitschalter mit dem Stellglied des Schalters verbunden sein, der somit bei einer Betätigung des Schaltsignalgebers über die Kippstufe und den Zeitschalter für eine vorgegebene Zeit unter Umgehung der Wiedereinschaltsperre eingeschaltet wird. Dieses zangsläufige Einschalten der Beleuchtung bringt außerdem den Vorteil mit sich, daß der Vergleich des Lichtstärke-Istwertes mit dem vorgegebenen Grenzwert bei eingeschalteter Beleuchtung durchgeführt werden kann, so daß mit der Vorgabe lediglich eines oberen Grenzwertes das Auslangen gefunden wird.The flip-flop can be connected to the actuator of the switch via a time switch that is parallel to the AND element, which is thus switched on for a predetermined time by bypassing the restart lock when the switching signal transmitter is actuated via the flip-flop and the time switch. This inevitable switching on of the lighting also has the advantage that the comparison of the actual light intensity value with the predetermined limit value can be carried out when the lighting is switched on, so that the specification can be found only by specifying an upper limit value.

Besonders zweckmäßig ist es in diesem Fall, das Und-Glied und den Zeitschalter an ein dem Stellglied des Schalters vorgeordnetes Oder-Glied anzuschließen, um das Stellglied des Schalters über einen Steuereingang betätigen zu können.In this case, it is particularly expedient to connect the AND element and the time switch to an OR element arranged upstream of the actuator of the switch, in order to be able to actuate the actuator of the switch via a control input.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Lichtsteuerung für einen elektrischen Schalter in einem schematischen Blockschaltbild gezeigt.The subject matter of the invention is shown in the drawing, for example, namely a light control according to the invention for an electrical switch is shown in a schematic block diagram.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für die Steuerung eines elektrischen Schalters 1, insbesondere für eine Beleuchtung, ein als Fotoelement ausgebildeter Istwertgeber 2 für die an einer bestimmten Stelle des zu beleuchtenden Raumes herrschende Lichtstärke vorgesehen, die in einer Vergleicherstufe 3 mit einem durch einen Sollwertgeber 4 vorgebbaren oberen Grenzwert verglichen wird, der jenen Lichtstärkesollwert angibt, bei dem die Beleuchtung über den Schalter 1 ausgeschaltet werden soll. Liegt die durch den Istwertgeber 2 erfaßte Lichtstärke unterhalb dieses eingestellten Grenzwertes, so liegt am Ausgang 5 der Vergleicherstufe 3 ein Steuersignal an, das über das Stellglied 6 des Schalters 1 dessen Schließstellung festhäit. Wird der vorgegebene Grenzwert der Lichtstärke durch den Istwert überschritten, so wird das Steuersignal am Ausgang 5 der Vergleicherstufe 3 gesperrt, wodurch das Stellglied 6 abfällt und der Schalter 1 öffnet. Ein Wiedereinschalten des Schalters 1 aufgrund einer abnehmenden Lichtstärke wird durch eine als Wiedereinschaltsperre wirkende Schaitstufe 7 verhindert, die mit dem Ausschalten des Schalters 1 abfällt und lediglich über einen Schaltsignalgeber 8, beispielsweise einen Tastschalter oder einen Steuerkontakt, wieder eingeschaltet werden kann, so daß die Steuersignalverbindung zwischen der Vergleicherstufe 3 und dem Stellglied 6 des Schalters 1 bis zum Wiedereinschalten der Schaltstufe 7 durch den Schaltsignalgeber 8 unterbrochen ist.According to the exemplary embodiment shown, for the control of an electrical switch 1, in particular for lighting, an actual value transmitter 2 designed as a photo element is provided for the light intensity prevailing at a specific point in the room to be illuminated, which in a comparison stage 3 can be predetermined by a setpoint generator 4 the upper limit value is compared, which specifies the light intensity setpoint at which the lighting is to be switched off via switch 1. If the light intensity detected by the actual value transmitter 2 is below this set limit value, a control signal is present at the output 5 of the comparator stage 3, which control signal holds the closed position thereof via the actuator 6 of the switch 1. If the predetermined limit of the light intensity is exceeded by the actual value, the control signal at output 5 of comparator stage 3 is blocked, as a result of which actuator 6 drops out and switch 1 opens. A restart of the switch 1 due to a decreasing light intensity is prevented by a switching stage 7 which acts as a restart lock, which drops when the switch 1 is switched off and can only be switched on again via a switch signal transmitter 8, for example a push-button switch or a control contact, so that the control signal connection between the comparator stage 3 and the actuator 6 of the switch 1 until the switching stage 7 is switched on again by the switching signal generator 8.

Um die Lichtsteuerung von kurzzeitigen Lichtschwankungen unabhängig zu machen, ist in der Steuersignalverbindung zwischen der Vergleicherstufe 3 und dem Stellglied 6 ein Zeitglied 9 vorgesehen, dessen Abfallzeit über eine Einstelleinrichtung 10 vorgegeben werden kann. Dieses Zeitglied 9 bewirkt, daß für die eingestellte Zeit nach dem Sperren des Ausganges 5 der Vergleicherstufe 3 noch ein Steuersignal an das Stellglied 6 abgegeben wird. Ist beim Abfall des Zeitgliedes 9 der Ausgang 5 der Vergleicherstufe 3 gesperrt, so fällt das Steuersignal am Ausgang des Zeitgliedes 9 ab und der Schalter 1 öffnet. Wird das Zeitglied 9 jedoch nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit über die Vergleicherstufe 3 mit einem Steuersignal beaufschlagt, so bleibt der Schalter 1 eingeschaltet.In order to make the light control independent of short-term light fluctuations, a timing element 9 is provided in the control signal connection between the comparator stage 3 and the actuator 6, the fall time of which can be predefined via an adjusting device 10. This timer 9 causes a control signal to be output to the actuator 6 for the set time after the output 5 of the comparator stage 3 has been blocked. If output 5 of comparator stage 3 is blocked when timer 9 drops, the control signal at output of timer 9 drops and switch 1 opens. However, if the timing element 9 is subjected to a control signal via the comparator stage 3 after the set delay time, the switch 1 remains switched on.

Die Schaltstufe 7 besteht im wesentlichen aus einem Und-Glied 11, das einerseits mit dem Ausgang 5 der Vergieicherstufe 3 und anderseits mit dem Ausgang 12 einer bistabilen Kippstufe 13 verbunden ist, deren Steuereingang 14 am Schaltsignalgeber 8 anliegt. Diese bistabile Kippstufe 13 weist einen in Abhängigkeit von der Steuersignalbeaufschlagung des Stellgliedes 6 setzbaren Setzeingang 15 auf, der beim Abfallen des Schalters 1 den Ausgang 12 der Kippstufe 13 auf Null setzt, so daß über das Und-Glied 11 kein das Einschalten des Schalters 1 bewirkendes Steuersignal durchgeschaltet werden kann. Wird jedoch der Schaltsignalgeber 8 betätigt, so wird die Kippstufe 13 in die andere Kippstellung umgekippt, in der am Ausgang 12 ein Steuersignal ansteht, das bei nicht gesperrtem Ausgang 5 der Vergleicherstufe 3 ein Durchschalten des Und-Gliedes 11 und damit ein Einschalten des Schalters 1 über das Stellglied 6 bewirkt, bis entweder der Ausgang 5 der Vergleicherstufe 3 beim Überschreiten des vorgegebenen Grenzwertes für die Lichtstärke gesperrt oder die Kippstufe 13 über den Schaltsignalgeber 8 umgekippt wird, was jeweils das Sperren des Und-Gliedes 11 und damit ein Abfallen des Schalters 1 mit einem zwangsläufigen Nullsetzen des Ausganges 12 der Kippstufe 13 zur Folge hat.The switching stage 7 consists essentially of an AND gate 11, which is connected on the one hand to the output 5 of the comparator stage 3 and on the other hand to the output 12 of a bistable multivibrator 13, the control input 14 of which is applied to the switching signal generator 8. This bistable flip-flop 13 has a set input 15 which can be set as a function of the control signal applied to the actuator 6 and which, when the switch 1 drops, sets the output 12 of the flip-flop 13 to zero, so that the AND element 11 does not cause the switch 1 to be switched on Control signal can be switched through. However, if the switch signal transmitter 8 is actuated, the flip-flop 13 is flipped into the other flip position, in which a control signal is present at the output 12, which, when the output 5 of the comparator stage 3 is not blocked, switches the AND element 11 through and thus switches the switch 1 on Via the actuator 6, until either the output 5 of the comparator stage 3 is blocked when the predetermined limit value for the light intensity is exceeded or the flip-flop 13 is tipped over by the switching signal generator 8, which respectively blocks the AND element 11 and thus causes the switch 1 to fall off with an inevitable zeroing of the output 12 of the flip-flop 13.

Ist die durch den Istwertgeber 2 erfaßte Lichtstärke größer als der vorgegebene obere Grenzwert, ist also der Ausgang 5 der Vergleicherstufe 3 gesperrt, so bleibt auch das Und-Glied 11 bei einer Betätigung des Schaltsignalgebers 8 gesperrt. Um trotzdem ein Einschalten der Beleuchtung für eine kurze Zeitspanne sicherzustellen, ist parallel zum Und-Glied 11 ein an den Ausgang 12 der bistabilen Kippstufe 13 angeschlossener Zeitschalter 16 vorgesehen, der mit dem Und-Glied 11 an einem Oder-Glied 17 anliegt, über dessen Ausgang das Stellglied 6 angesteuert wird. In der Sperrstellung des Und-Gliedes 11 kann daher bei einer Betätigung des Schaltsignalgebers 8 und einem dadurch bedingten Umkippen der Kippstufe 13 das am Ausgang 12 der Kippstufe 13 anstehende Steuersignal während der durch den Zeitschalter 16 vorgegebenen Zeitspanne an das Stellglied 6 angelegt und der Schalter 1 eingeschaltet werden, bis mit dem Zeitschalter 16 der Schalter 1 wieder abfällt und die bistabile Kippstufe 13 über den Setzeingang 15 3If the light intensity detected by the actual value transmitter 2 is greater than the predetermined upper limit value, ie if the output 5 of the comparator stage 3 is blocked, then the AND element 11 also remains blocked when the switching signal transmitter 8 is actuated. In order to nevertheless ensure that the lighting is switched on for a short period of time, a time switch 16 connected to the output 12 of the bistable flip-flop 13 is provided in parallel with the AND element 11, which is connected to the AND element 11 at an OR element 17, via the latter Output the actuator 6 is controlled. In the locked position of the AND element 11, the control signal present at the output 12 of the flip-flop 13 can therefore be applied to the actuator 6 and the switch 1 and the switch 1 when the switching signal transmitter 8 is actuated and the flip-flop 13 tilts as a result be switched on until the switch 1 drops out again with the time switch 16 and the bistable multivibrator 13 via the setting input 15 3

Claims

AT 399 072 B is tilted back into the starting position 2. The switching stage 7 thus prevents the lighting from being switched on due to a decrease in the light intensity, which is only switched on when required via the separately actuated switching signal transmitter 8, which is an advantageous prerequisite for a minimal energy requirement for the lighting. The switching stage 7 can be constructed very compactly and, together with the light control and the switching signal transmitter 8, can be accommodated in a conventional box for a light switch, so that there are customary conditions for the installation of the switch and its operation. The invention is of course not limited to the illustrated embodiment. For example, the switch 1 could switch another consumer, for example a fan, a heater or the like, instead of lighting, depending on the prevailing lighting conditions. In addition, the switching stage 7 could be constructed differently, because it is only a matter of a restart lock for the switch 1, which interrupts the control signal connection between the comparator stage 3 and the actuator 6 when the switch 1 is switched off, and only via the switching signal generator 8 in the sense of closing it Control signal connection can be switched on again. 1.Light control for an electrical switch with a comparator, the input side of which is present on the one hand on an actual value transmitter for the light intensity and on the other hand on a setpoint generator for an upper limit value of the light intensity and on the output side for controlling the switch is connected to its actuator, possibly via a timing element, thereby characterized in that in the control signal connection between the comparator stage (3) and the actuator (6) a switching stage (7) which drops when the switch (1) is switched off and can only be switched on via a switching signal transmitter (8) is provided as a restart lock.

2. Light control according to claim 1, characterized in that the switching stage (7) for the reclosing lock comprises an AND gate (11), the input side on the one hand at the output (5) of the comparator stage (3) and on the other hand at the output (12) of a bistable Flip-flop (13) is present, which has a control input (14) connected to the switching signal transmitter (8) and a setting input (15) which can be controlled by switching off the switch (1) for the AND element (11) when the control signal is applied to the closed switch (1) has a blocking tilt position.

3. Light control according to claim 2, characterized in that the output (12) of the flip-flop (13) via a to the AND element (11) parallel timer (16) with the actuator (6) of the switch (1) is connected.

4. Light control according to claim 3, characterized in that the AND element (11) and the timer (16) are connected to an upstream of the actuator (6) of the switch (1) OR element (17). Including 1 sheet of drawings 4