AT500128B1 - Freikonfigurierbares bediengerät zur steuerung von elektrischen installationen in gebäuden - Google Patents

Description

2 AT 500 128 B1

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur manuellen Bedienung bzw. Steuerung von elektrischen Einrichtungen in Gebäuden, vorzugsweise von Beleuchtungseinrichtungen wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist. 5 Die Steuerung der Beleuchtungseinrichtungen in Gebäuden erfolgt nach dem derzeitigen Stand der Technik meist über konventionelle Lichtschalter oder Dimmer (teilweise auch unter Verwendung einer "statischen", also nicht konfigurierbaren, berührungsempfindlichen Sensorfläche wie beispielsweise in DE 100 25 368 A1 beschrieben oder auch in DE 42 29 367 C1 bzw. DE 32 14 156 A1 unter Einbeziehung der Möglichkeit der Fernbedienung über einen Infrarot-io Sender) mit welchen der Energiefluß zu den jeweiligen Lampen unmittelbar beeinflußt werden kann. Nachteilig daran ist, daß mit diesem Konzept eine zentrale, übergeordnete Überwachung bzw. Steuerung (z.B. zur Energieoptimierung) nicht bzw. nur in einer äußerst eingeschränkten Form (etwa als einfacher Master-/Slave-Betrieb gemäß DE 100 25 368 A1) realisierbar ist. Ein weiterer signifikanter Nachteil ist aber auch, daß bei einem derartigen "fixverdrahteten" System 15 gewünschte Strukturänderungen der Beleuchtungssteuerung (z.B. geänderte Zuordnung der Schalter zu den einzelnen Leuchten, Bildung von Leuchtengruppen etc.) nur mit hohem Aufwand realisierbar sind.

Zur Vermeidung der vorstehend beschriebenen Nachteile werden deshalb, besonders im Be-2o reich größerer Gebäude, seit geraumer Zeit feldbus-basierte Steuerungssysteme (z.B. EIB, bzw. DALI) eingesetzt, bei denen die Bediengeräte (Lichtschalter etc.) den Energiefluß zu den Lampen nicht mehr direkt beeinflussen sondern nur mehr entsprechende Steuerungsinformationen meist über einen seriellen Zweidraht-Steuerungsbus den Lampen übermitteln. Der konventionelle Lichtschalter wird dabei durch einen baugleichen, zur Installationsdose kompatiblen 25 Impulstaster mit nachgeschaltetem Sendemodul ersetzt, welches adressierte Steuerungstelegramme an alle an den Bus angeschlossene Einheiten versendet. Die adressierte, mit einem Empfangsmodul ausgestattete Leuchte kann damit ein- und ausgeschaltet bzw. meist auch gedimmt werden. Der Vorteil eines derartigen Systems besteht vor allem darin, daß spätere Änderungen der Zuordnung von einzelnen Lichtschaltern bzw. Erweiterungen ohne wesentliche 30 Modifikation der bestehenden Verkabelung vorgenommen werden können. Wird beispielsweise in einem Raum eine zusätzliche Lichtquelle benötigt, muß diese nur an das Versorgungsnetz und den Feldbus angeschlossen und entsprechend konfiguriert (adressiert) werden. Soll die neue Lichtquelle aber separat geschaltet bzw. gedimmt werden können, muß leider auch das bestehende Bediengerät (Lichtschalter) ausgetauscht bzw. ein zusätzliches Bediengerät neu 35 installiert werden, woraus ein erheblicher Zusatzaufwand resultieren kann. Dieser Zusatzaufwand könnte zwar dadurch vermieden werden, dass das Bediengerät mit einer programmierbaren Anzeige (realisiert über eine Monitorröhre wie in DE 36 04 120 A1 beschrieben oder mittels eines LCD-Displays) ausgestattet ist, also einen Touch-Screen aufweist, wie dies etwa von Fahrkarten-Verkaufsautomaten etc. bekannt ist. Eine derartige Lösung wäre somit durch sehr 40 hohe Flexibilität gekennzeichnet, verbietet sich allerdings derzeit für einfache Steuerungsaufgaben in der Haustechnik durch die viel zu hohen Realisierungskosten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine kostenminimale Anordnung zu schaffen, mit dem die Flexibilität eines feldbus-gesteuerten Beleuchtungssystemes auch auf das den Lichtschalter 45 ersetzende Bediengerät ausgedehnt werden kann, also zusätzliche Funktionen (z.B. zum Schalten oder Dimmen zusätzlicher Leuchten) ohne Austausch bzw. Neuinstallation sondern allein durch Neukonfiguration des bestehenden Bediengerätes realisiert werden können.

Die Lösung der Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 so erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche 2-6 beschrieben.

Grundidee der Erfindung ist es, daß das zur Lichtsteuerung verwendete Bediengerät nicht mit diskreten, den jeweiligen Lampen zugeordneten Tastschalten ausgestattet ist, sondern statt-55 dessen eine höherauflösende berührempfindliche (z.B. resistive oder kapazitive) Sensorfläche 3 AT 500 128 B1 aufweist. Einzelne Bereiche dieser Sensorfläche können bei der Konfiguration des Gerätes somit softwaremäßig einzelnen Lichtquellen, Lampengruppen aber auch verschiedenen Funktionen, z.B. Dimmen durch Nachbildung von Dreh- oder Schiebereglern ("virtuelle Potentiometer") zugeordnet werden. Diese Konfiguration kann beispielsweise über den Feldbus selbst, 5 über eine separate drahtgebundene oder auch drahtlose Schnittstelle oder auch direkt hardwaremäßig (z.B. mittels Kodierschalter) erfolgen. Die Kennzeichnung (Visualisierung, Beschriftung) der einzelnen Bereiche wird einfach durch ein der Sensorfläche vor- bzw. unterlegtes Beschriftungsblatt realisiert, welches vom Anwender etwa leicht mittels eines Personalcomputers mit entsprechender Software erstellt (z.B. unter Verwendung einer Symbolbibliothek) und io ausgedruckt werden kann. Die Erfindung wird in Form einer insbesondere hinsichtlich Realisierungsaufwand vorteilhaften Ausgestaltung anhand von Fig. 1 näher erläutert.

Fig. 1: Ausführungsvariante eines frei konfigurierbaren Bediengerätes zur Steuerung von Geräten der Hausinstallation, vorzugsweise von Beleuchtungseinrichtungen basierend auf einer 15 softwaremäßig partitionierbaren resistiven oder kapazitiven Sensorfläche (2) höherer Auflösung. Oben: Frontansicht des Bediengerätes (1) mit eingelegter Beschriftungsschablone (6); Unten: Ansicht ohne Beschriftungsschablone (6) zur Sichtbarmachung der Sensorelemente (4).

In Fig. 1 ist ein Bediengerät (1) zur Steuerung von Geräten der Hausinstallation, vorzugsweise 20 von Beleuchtungseinrichtungen dargestellt, wobei die Steuerungsfunktionen für die einzelnen Lampen bzw. Lampengruppen nicht über diskrete Tastschalter sondern über eine berührungsempfindliche (z.B. resistive oder kapazitive) Sensorfläche (2) höherer Auflösung realisiert werden. Diese kann beispielsweise dadurch ausgebildet sein, daß auf der Außenfläche einer mehrlagigen Isolierstoffplatte (3) eine größere Anzahl metallischer Sensorelemente (4) aufgebracht 25 und entsprechend mit einer auf der Innenseite der Isolierstoffplatte (3) angebrachten Steue-rungs- und Auswerteelektronik (5) verbunden sind. Die Steuerungselektronik (5) kann somit elektrische Ladungen auf die einzelnen Sensorelemente (4) aufbringen, welche bei Annäherung eines Fingers der bedienenden Person wieder abfließen. Dieses Ladungsdefizit (d.h. die zur Nachladung erforderliche Ladungsmenge) wird von der Auswerteelektronik (5) detektiert und 30 kann so zur Positionsbestimmung des Fingers innerhalb der Sensorfläche verwendet werden. Bei der Konfiguration des Bediengerätes, welche bei der Erstinbetriebsetzung erfolgt, aber später auch beliebig erneuert werden kann, werden nun einzelne Bereiche der Sensorfläche softwaremäßig verschiedenen Beleuchtungseinrichtungen bzw. Leuchtengruppen oder aber auch verschiedenen Funktionen, z.B. heller/dunkler (Dimmen) oder verschiedenen Lichtintensi-35 täten (Besprechung/Präsention/Energiesparfunktion etc.) zugeordnet. Die Kennzeichnung der einzelnen Funktionen für den Benutzer erfolgt dabei durch eine, unter der durchsichtigen Abdeckung (7) eingeschobenen Beschriftungsschablone (6) mittels entsprechender Piktogramme oder Beschriftungstexte. 40 Die mechanische Ausführung des Gehäuses (8), bestehend aus Montagerahmen (9) und Abdeckblende (10) ist vorteilhaft so gestaltet, daß das gesamte Bediengerät (1) kompatibel zu bestehenden Einbaudosen (11) ist. Die Steuer- und Auswerteelektronik (5) ist direkt an das Kabel (12) des Feldbussystem angeschlossen über welches die Steuerung der einzelnen Beleuchtungseinrichtungen letztlich erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Energieversorgung des Be-45 diengerätes auch über das Kabel (12) des Feldbussystems, sodaß auf einen separaten Stromversorgungsanschluß verzichtet werden kann. Alternativ ist aber auch denkbar, das Bediengerät (1) aus dem Niederspannungsnetz zu versorgen und die Informationsübertragung an die gesteuerten Geräte (Leuchten) mittels Powerline-Communication bzw. drahtlos per Hochfrequenz- oder Infrarot-Anbindung zu bewerkstelligen, sodaß auf das Feldbussystem verzichtet so werden kann. Es sei weiters darauf hingewiesen, daß das vorstehend beschriebene kapazitive Auswerteverfahren für die Positionsbestimmung nur eine Ausführungsvariante darstellt und stattdessen ebenso ein resistives Verfahren unter Verwendung einer druckempfindlichen Widerstandsfolie oder ähnlichem verwendet werden könnte. 55 Bezüglich weiteren vorteilhaften Ausführungsvarianten ist anzumerken, daß das erfindungsge-

Claims (5)

1. 4 AT 500 128 B1 mäße Bediengerät (1) vorteilhafterweise so ausgestaltet ist, daß die Konfiguration, also die Aufteilung und Zuordnung der Sensorfläche (2), die Festlegung der Schalt- und Steuerfunktion bzw. die Einstellung der Adressierungsparameter hardwaremäßig durch Kodierungsschalter (z.B. DIP- oder Drehschalter bzw. auch Steckbrücken) der internen Steuer- und Auswerteelekt-5 ronik (5) erfolgen kann. Alternativ kann das Bediengerät (1) aber nach Umschaltung in einen Konfigurations-Mode auch über die Sensorfläche selbst, unter Verwendung einer eigenen Konfigurations-Beschriftungsschablone (beispielsweise die Rückseite Beschriftungsschablone für den Normalbetrieb etc.) io konfiguriert werden. Weiters könnte die Konfiguration aber auch so erfolgen, daß bestimmte Grundkonfigurationen im Bediengerät vorabgespeichert sind und davon eine bestimmte Konfiguration durch die auswechselbare Beschriftungsschablone (6) selbst über entsprechende mechanische, optische 15 oder elektronische Kodierung ausgewählt wird. Ferner könnte das Bediengerät (1) auch direkt von außen über das Feldbussystem oder aber über eine separate, drahtgebundene bzw. drahtlose Schnittstelle erfolgen. Zur Erhöhung des Bedienungskomforts kann vorteilhafterweise eine Beleuchtung der Sensor-20 fläche (2) vorgesehen werden, welche bei Annäherung der Hand des Bedieners, bzw. beim ersten Berühren der Sensorfläche (2) aktiviert oder intensiviert wird, sodaß auch eine Bedienung in völliger Dunkelheit gewährleistet ist. 25 Patentansprüche: 1. Bedienvorrichtung (1) zur Steuerung von Geräten der Hausinstallationstechnik, vorzugsweise von Beleuchtungseinrichtungen in Gebäuden dadurch gekennzeichnet, daß die manuelle Steuerung der Beleuchtungskörper unter Verwendung einer berührempfindlichen 30 Sensorfläche (2) hoher Auflösung erfolgt, sodaß einerseits die Anzahl, Form und Zuordnung der verschiedenen Bereiche der Sensorfläche zum Schalten bzw. Steuern der einzelnen Beleuchtungskörper bzw. zu bestimmten Funktionen bei der Inbetriebsetzung frei konfigurierbar und/oder während des Betriebes frei modifizierbar ist und/oder andererseits auch die Steuerung von quasi-kontinuierlichen Funktionen der Beleuchtungseinrichtungen, 35 etwa die kontinuierliche Regelung der Lichtintensität, über die hochauflösende Sensorflä che (2) durch Nachbildung virtueller Dreh- oder Schieberegler erfolgt und die Kennzeichnung der verschiedenen Funktionen bzw. Funktionsbereiche der Sensorfläche (2) durch eine über bzw. unter der Sensorfläche (2) angeordnete auswechselbare Beschriftungsschablone (6) erfolgt, wobei die Übertragung der Steuerungsinformationen von der Bedien-40 Vorrichtung (1) an die gesteuerten Geräte mittels eines Feldbussystemes, oder alternativ über das Energieversorgungsnetz (Powerline Communication) oder auch drahtlos über Infrarot- bzw. Hochfrequenz-Anbindung realisiert ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Konfiguration des Bedien- 45 Vorrichtung (1), also die Aufteilung und Zuordnung der Sensorfläche (2), die Festlegung der Schalt- und Steuerfunktion bzw. die Einstellung der Adressierungsparameter hardwaremäßig durch Kodierungsschalter bzw. Steckbrücken der internen Steuer- und Auswerteelektronik (5) erfolgt. so 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Konfiguration des Bedienvorrichtung (1), also die Aufteilung und Zuordnung der Sensorfläche (2), die Festlegung der Schalt- und Steuerfunktion bzw. die Einstellung der Adressierungsparameter nach Umschaltung in einen Konfigurations-Mode über die Sensorfläche selbst, unter Verwendung einer eigenen Konfigurations-Beschriftungsschablone erfolgt. 55 5 AT500128B1
3. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Konfiguration des Bedienvorrichtung (1), also die Aufteilung und Zuordnung der Sensorfläche (2), die Festlegung der Schalt- und Steuerfunktion bzw. die Einstellung der Adressierungsparameter durch die auswechselbare Beschriftungsschablone (6) selbst über entsprechende mechanische, op- 5 tische oder elektronische Kodierung erfolgt.
4. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Konfiguration des Bedienvorrichtung (1), also die Aufteilung und Zuordnung der Sensorfläche (2), die Festlegung der Schalt- und Steuerfunktion bzw. die Einstellung der Adressierungsparameter über das io Feldbussystem oder über eine separate, drahtgebundene bzw. drahtlose Schnittstelle er folgt.
5. 6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1-5 dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung der Steuerungsfunktionen der Sensorfläche (2) verwendete Beschriftungsschablone (6) bei 15 Annäherung der Hand des Bedieners bzw. bei der ersten Berührung der Sensorfläche (2) selbsttätig beleuchtet wird oder eine Grundbeleuchtung der Sensorfläche intensiviert wird, sodaß eine Bedienung bei Dunkelheit ermöglicht wird. 20 Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 25 30 35 40 45 50 55