AT500806A1 - Busfähige geräte, insbesondere dimmer, elektronische transformatoren oder vorschaltgeräte - Google Patents

Description

Anmelder: 1NSTA ELEKTRO GMBH & CO. KG 58511 Lüdenscheid

Busfähige Geräte, insbesondere Dimmer, elektronische Transformatoren oder Vorschaltqeräte

Die Erfindung betrifft busfähige Geräte, insbesondere Dimmer, elektronische Transformatoren oder Vorschaltgeräte, die zur Helligkeitssteuerung von Leuchten verwendet werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 5

Gebäude werden heute mit unterschiedlichen Bussystemen ausgerüstet, die eine komfortabele Steuerung der Leuchten ermöglichen, über die Leitungen der Bussysteme werden Daten übertragen, die den Zustand des Leuchtmittels verändern können. Als Bussystem können heute 10 beispielhaft genannt werden: Europäischer Installationsbus (EIB), Local

Area Network (LON) Feldbus Interbus S, European Home System (EHS).

Die Leuchten werden heute über busfähige Relais oder Dimmer angeschlossen, die in der Regel nicht in den Leuchten integriert sind. 15 Diese busfähigen Relais oder Dimmer werden Aktoren genannt und stellen die Verbindung zu dem benutzten Bussystem dar. Die Leuchten haben unterschiedlichste Leistungsstufen und somit existieren auch unterschiedlichste Leistungen der Aktoren. Hersteller, die Geräte für die unterschiedlichen Bussysteme produzieren, müssen daher bestückte 20 Leiterplatten produzieren, die alle Kombinationen von Leistung und

Bussystem unterstützen. Bei 5 Leistungsstufen und 5 Bussystemen sind 25 Geräte mit den zugehörigen 25 Leiterplatten zu entwickeln, zu produzieren und zu lagern. Diese hohe Anzahl von Leiterplatten erzeugt einen erheblichen Aufwand in der Entwicklung und Herstellung, gerade 25 bei Geräten, die mit einer geringen Stückzahl verkauft werden. Eine ·· Φ φ φ # · MM ·· • · Μ « · Φ · ·· · • « φ Φ φ · · · · · • ♦ · φ · ··· Φ · · φ Φ φ φ φ · Φ · · · -ζ-

Reduzierung der Leiterplatten wird heute erreicht, indem trennbare Leiterplatten oder Baugruppen entwickelt werden. In der Gebäudesystemtechnik, der EIBA, ist der Busankoppler bekannt, der als gleichartige Baugruppe in mehreren Geräten eingesetzt wird. Hier bestehen 5 zwei Busankopplertypen, die an ein Zweidrahtbussystem (Twisted Pair) und ein Netzübertragungssystem (Powerline) angeschlossen werden können. Die Leiterplatten der sogenannten Anwendungsmodule werden über eine Anwendungsschnittstelle (Ast) an die Busankoppler angeschlossen. Diese Anwendungsmodule können auch Leistungsteile von 10 elektronischen Transformatoren oder Vorschaltgeräten sein. Es besteht mehr und mehr der Wunsch, daß diese elektronischen Transformatoren oder Vorschaltgeräte auch Betriebsdaten aussenden sollen. Als Betriebsdaten seien genannt: Kurzschluß der Lampe, Leerlauf des Gerätes, Überlast des Gerätes, Schaltzahl, Betriebsdauer. 15

Die Anwendungsschnittstelle der EIBA hat jedoch den Nachteil, daß sie sehr komplex aufgebaut ist und zur Übertragung der Betriebsdaten von Dimmern, elektronischen Vorschaltgeräten oder elektronischen Transformatoren zusätzliche Mikroprozessoren im Leistungsteil einge-20 setzt werden müssen, um die Anwendungsschnittstelle zu unterstützen.

Ein zweiter Nachteil ist, daß die Busankoppler der EIBA einen Mikroprozessor mit begrenztem Speicherplatz haben, so daß für die Steuerfunktionen von Dimmern, elektronischen Transformatoren oder Vor-25 schaltgeräten auch der erwähnte zusätzliche Mikroprozessor erforderlich wird.

Die beiden genannten Nachteile führen zu einer aufwendigen und voluminösen Konstruktion von Dimmern, elektronischen Transformatoren 30 oder Vorschaltgeräten. ·· · ·· ·· ···· ·· ······*· · · · ·· ····· · · · • · · · · ··· · · · • * · · ff ff ff ff · · -3-

Besteht nun der Wunsch, die aufwendigen Leistungsteile auch für andere Bussysteme zu benutzen, muß die Anwendungsschnittstelle ebenso aufwendig durch den Ankoppler des anderen Bussystems unterstützt werden. Auch damit werden die Dimmer, elektronischen 5 Transformatoren oder Vorschaltgeräte der anderen Bussysteme sehr aufwendig.

Angesichts dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, busfähige Geräte für unterschiedliche Bussysteme zu entwickeln, 10 die mit einer reduzierten Gesamtzahl von bestückten Leiterplatten aufgebaut werden können, durch eine einfache Schnittstelle miteinander verbunden werden können, wobei jedes Gerät nur einen Mikrocontroller für die Steuerung der Leistungsstufen und Verbindung zum Bussystem benötigt. 15

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmal, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird. Nach der Erfindung sind busfähige Geräte 20 Dimmer, elektronische Transformatoren oder Vorschaltgeräte, die zur

Helligkeitssteuerung von Leuchten verwendet werden.

Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und be-25 schrieben werden. Es zeigt:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau von Geräten mit trennbaren Leiterplatten; 30 Fig. 2 die Kombination von Leistungsleiterplatten mit Busleiter platten; • ·· ·♦ • • • · #· • · * · • • • • ♦ • • ♦ • · • • • · • • · ♦ • • • · • • · • • · • • -h-

Fig. 3 die Blockschaltbilder von Geräten im zusammengesetzten Zustand.

In der Fig. 1 ist ein busfähiges Gerät dargestellt, das erfindungsgemäß 5 ein Dimmer, ein elektronischer Transformator oder ein Vorschalt gerät sein kann. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht so ein busfähiges Gerät aus zwei Basisteilen, nämlich einer Leistungsleiterplatte 1 und einer Busleiterplatte 2, die über ein Verbindungsmittel 7 miteinander verkoppelt werden. Hierzu verfügt die Leistungsleiterplatte 1 über 10 Verbindungselemente 5 und die Busleiterplatte 2 über Verbindungs elemente 6, die das Verbindungsmittel 7 aufnehmen. Mit dem Bezugszeichen 3 auf der Leistungsleiterplatte 1 ist die Anschlußstelle für einen Verbraucher 24 bezeichnet. Die Busleiterplatte 2 besitzt eine Anschlußstelle 4 zum Anschluß an ein Bussystem. Anhand von Fig. 2 15 ist zu erkennen, daß die Leistungsleiterplatten 8, 9, 10, 11, und 12 in ihrer Größe gegenüber der in Fig. 1 mit 1 bezeichneten Leistungsleiterplatte unterschiedlich ausgeführt sind, um unterschiedliche Leistungsstufen zu realisieren. Bei elektronischen Transformatoren sind z. B. Leistungsstufen von 20W, 35W, 50W, 70W, 105W usw. üblich. Die Bus-20 leiterplatte 13 eines Bussystems z. B. EIB mit Zweidraht-Übertragung kann über das Verbindungselement 6 und dem Verbindungsmittel 7 auf das Verbindungselement 5 einer Leistungsleiterplatte 8 oder einer Leistungsleiterplatte 9 oder 10 oder 11 oder 12 geführt werden. Erfindungsgemäß ist dabei die Busleiterplatte 13 bereits so konzipiert, daß 25 ihr Mikrocontroller 22 dieser unterschiedlichen Leistungen problemlos steuern kann und auch in der Lage ist, die Betriebsdaten, der unterschiedlichen Leistungsleiterplatten 8 bis 12 verarbeiten kann. Für hier nicht explizit erwähnte Leistungsstufen gilt das gleiche Prinzip. 30 Erwähnt sei noch, daß die in Fig. 1 mit 2 bezeichnete Busleiterplatte stellvertretend für die Ausführungsformen der Busleiterplatten 13 bis * ·» · ·« ·· ···» ·· • t M t I · · · · · ·· ····· · · · • · « · · ··· · · · ·· ··· ·*··· -5- 17 dargestellt ist. Die weiter noch dargestellten Busleiterplatten 14, 15, 16, 17 können z. B. auch Bussysteme des Europäischen Installationsbus EIB mit netzgebundener Übertragung oder Local Area Network (LON), Insterbus S oder Electronic Home System (EHS) unterstützen. 5 Man erkennt also aus Fig. 2, daß mit einer Busleiterplatte z. B. 13 und einem wählbaren Bussystem z. B. der vorerwähnten Art fünf verschiedene Leistungsstufen auf fünf verschiedene Leistungsleiterplatten 8 bis 12 steuerbar sind. Diese Leistungsleiterplatten 8 bis 12 mit verschiedenen Leistungsstufen sind demzufolge geeignet mit jeweils einer 10 der Busleiterplatten 14 bis 17 verbunden zu werden, wobei diese mit den erwähnten Bussystemen ausgestattet sein können. Das Ausführungsbeispiel zeigt, daß für 25 busfähige Dimmer von jeweils unterschiedlicher Leistung und unterschiedlichen Bussystemen nur zehn Leiterplatten erforderlich sind, die aus koppelbaren Leistungsleiterplatten und Bus-15 leiterplatten bestehen. Diese Lösung ist auch für die Anwendung mit elektronischen Transformatoren oder Vorschaltgeräten durchführbar.

In Fig. 3 ist der Aufbau eines busfähigen Gerätes mit Leistungsleiterplatte 8 und Busleiterplatte 13 mit seinen Blockschaltbildern dargestellt. 20 Die Netzspannung wird über die Anschlußstellen 18 an das Gerät angeschlossen. Das Bussystem wird über die Anschlußstellen 4 und der Verbraucher 24 über die Anschlußstelle 3 an das Gerät angeschlossen. Eine Spannungsversorgung 20 erzeugt die Versorgungsspannung für die Leistungssteuerung 19, die Schnittstellenanpassung 25, Schnittstellen-25 anpassung 21, den Mikrocontroller 22 und die Busanpassung 23. In der

Leistungssteuerung 19 können ein Relais, Triac, Transistor oder andere elektromechanische oder elektronische Bauelemente eingesetzt sein. Zusätzlich kann hier eine galvanische Trennung untergebracht sein, die eine berührbare Verbraucherspannung sicher von der Netzspannung 30 trennt. Dies ist im besonderen für Niedervolthalogenleuchten erforder lich. Die Businformation zur Steuerung des Verbrauchers empfängt der φ • · • t • ·

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Mikrocontroller 22 über die Busanpassung 23. Die Busanpassung 23 wandelt die elektrischen Signale des Bussystems in Signale um, die der Mikrocontroller 22 weiterverarbeiten kann. In der Busanpassung 23 kann auch eine galvanische Trennung bestehen, die das Bussystem 5 sicher von der Netzspannung trennt, da manche Bussysteme als

Schutzkleinspannungssystem ausgelegt sind. Für einige Bussysteme werden in der Busanpassung 23 auch ASICs (Application Specific Integrated Circuits) eingesetzt. Die Businformation wird in dem Mikrocontroller 22 so verarbeitet, daß die Leistungssteuerung 19 über 10 die Schnittstellenanpassungen 25 und 21 Steuerdaten erhält. Die Steuer daten können z. B. sein: EIN, AUS, Helligkeitswert, die in einer digitalen oder analogen Darstellung in den Schnittstellenanpassungen 25, 21 umgewandelt werden. 15 Die Leistungssteuerung kann seine Zustandsdaten, wie z. B. Kurzschluß, Überlast, Leerlauf oder Erwärmung, über die Schnittstellenanpassungen 25 und 21 an den Mikrocontroller 22 geben. Der Mikrocontroller 22 formatiert diese Zustandsdaten so um, daß er diese als Bustelegramm über die Busanpassung 23 in das Bussystem senden kann. Der Mikro-20 Controller 22 kann aus den Zustandsdaten auch abgeleitete Daten ermitteln und in das Bussystem senden. Abgeleitete Daten dieser Art können z. B. Betriebsdauer, Schalthäufigkeit sein. In dem Mikrocontroller 22 sind sowohl die logischen Prozeduren für die Buskommunikation als auch die Aufbereitung der Steuersignale für die Leistungs-25 Steuerung 19 untergebracht. Ϊ

Anmelder: INSTA ELEKTRO GMBH & CO. KG 58511 Lüdenscheid Bezugszeichenliste 1 - Leistungsleiterplatte 2 - Busleiterplatte 3 - Anschlußstelle, Verbraucher 1» - Anschlußstelle, Bussystem 5 - Verbindungselement 6 ' - Verbindungselement 7 - Verbindungsmittel 8 - Leistungsleiterplatte 9 - Leistungsleiterplatte 10 - Leistungsleiterplatte 11 - Leistungsleiterplatte 12 - Leistungsleiterplatte 13 - Busleiterplatte 14 - Busleiterplatte 15 - Busleiterplatte 16 - Busleiterplatte 17 - Busleiterplatte 18 - Anschlußstelle, Netzspannung 19 - Leistungssteuerung 20 - Spannungsversorgung 21 - Schnittstel lenanpassung 22 - Mikrocontroller 23 - Busanpassung 24 - Verbraucher 25 - Schnittstellenanpassung

Claims (1)

1. Anmelder: INSTA ELEKTRO GMBH & CO. KG 58511 Lüdenscheid Patentansprüche 1.) Busfähige Geräte, insbesondere Dimmer, elektronische Transformatoren und Vorschaltgeräte zur Helligkeitssteuerung von Leuchten, die an ein Bussystem anschließbar sind, wobei sie ihre Steuerdaten von einem Bussystem erhalten und ihre Betriebsdaten an das Bussystem geben, dadurch 5 gekennzeichnet, daß jedes busfähige Gerät aus zwei koppelbaren Leiter platten besteht, wobei jede busfähige Leiterplatte (13 oder 14 oder 15 oder 16 oder 17) jeweils mit einer Leistungsleiterplatte (8 oder 9 oder 10 oder 11 oder 12) mit unterschiedlichen Leistungsstufen verbindbar ist. 10 2.) Busfähige Geräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein busfähiges Gerät jeweils aus einer Leistungsleiterplatte (1) besteht, die mit einer Leistungssteuerung (19), einer Schnittstellenanpassung (25), einer Netzspannungsanschlußstelle (18), einer Spannungsversorgung (20) und einer Anschlußstelle (3) für einen Verbraucher (24) sowie mit Ver-15 bindungselementen (5) versehen ist, die über Verbindungsmittel (7) eine zum busfähigen Gerät zugehörige Busleiterplatte (2) über Verbindungselemente (6) ankoppeln, die mit einer Schnittstellenanpassung (21), einem Mikrocontroller (22), einer Busanpassung (23) sowie mit einer Bussystemanschlußstelle (4) versehen ist. 20 3.) Busfähige Geräte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocontroller (22) einer Busleiterplatte (2 oder 13 oder 14 oder 15 oder 16 oder 17) sowohl die Steuerinformation über seine Schnittstellenanpassung (21) und über die Schnittstellenanpassung (25) für die 25 Leistungssteuerung (19) jeder Leistungsleiterplatte (1 oder 8 oder 9 oder ·· 0 0· 00 00 0 · • · • 0 • 0 0 • 0 • · • • · • · • 0 0 • · • « 000 • • 0 -s - 10 oder 11 oder 12) aufbereitet, als auch Betriebsdaten von der Leistungssteuerung (19) erhält, als auch daraus abgeleitete Daten ermittelt und über eine Busanpassung (23) in das jeweilige Bussystem gibt. 5 4.) Busfähige Geräte nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leistungsieiterpiatte (1 oder 8 oder 9 oder 10 oder 11 oder 12) über eine Spannungsversorgung (20) verfügt, womit die Baugruppen Leistungssteuerung (19), Schnittsteilenanpassung (25, 21), der Mikrocontroller (22) sowie die Busanpassung (23) versorgt wird.