CH683473A5 - Elektronische Einstellung der Lichteinschaltdauer. - Google Patents

Elektronische Einstellung der Lichteinschaltdauer. Download PDF

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CH683473A5
CH683473A5 CH1447/92A CH144792A CH683473A5 CH 683473 A5 CH683473 A5 CH 683473A5 CH 1447/92 A CH1447/92 A CH 1447/92A CH 144792 A CH144792 A CH 144792A CH 683473 A5 CH683473 A5 CH 683473A5
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time
switching
lighting
time delay
triggers
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CH1447/92A
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James Bodmer
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James Bodmer
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    • H03K17/292—Modifications for introducing a time delay before switching in thyristor, unijunction transistor or programmable unijunction transistor switches
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Description

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Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur elektronischen Einstellung der Lichteinschaltdauer mit einem passiven Infrarotsensor als Bewegungsmelder, welcher mit wenigstens zwei benachbarten Sensorflächen paarweise entgegengesetzter Polarität und einem beim Übergang von unterschiedlich auf den Sensorflächen abgebildeten Teilzonen eine Vielzahl von Schaltsegmenten bildenden Linsensystem arbeitet, wobei eine ein Schaltsegment querende Wärmequelle eine vom Mittelwert eines Sensorflächenpaares abweichende Infrarotstrahlung erzeugt und ein elektrisches Signal auslöst, weiches zu einem Trigger verstärkt wird, zeitlich einstellbar verzögert ein Relais oder einen Triac zum Schalten des Beleuchtungsstromes ansteuert und den Zeitablauf zum Ausschalten wieder neu auslöst.
Bewegungsmelder, welche nach dem Prinzip der Passiv-Infrarot-Technik arbeiten, sind in zahlreichen Ausführungsformen auf dem Markt. Sie messen und vergleichen die Infrarotstrahlung in ihrem Erfassungsbereich, senden jedoch selbst keine Strahlen aus, weshalb sie als passiv bezeichnet werden. Ein Bewegungsmelder ist ein elektronischer Schalter, welcher mit seiner Optik die unsichtbare Infrarot-Wärmestrahlung wahrnimmt und bei einer in seinem Erfassungsbereich bewegten Wärmequelle automatisch schaltet.
Der Sensor bekannter Infrarot-Empfänger besteht aus zwei benachbarten Plättchen entgegengesetzter Polarität, welche beispielsweise aus einem Lithi-um-Tantalat bestehen, etwa 1 mm breit sind und denselben Abstand haben. Die beiden Plättchenoberflächen geben bei unterschiedlicher Einwirkung der Infrarotstrahlung ein Signal ab, welches zu einem Trigger verstärkt wird und ein Relais ansteuert.
Jede Linse eines den Sensor überdeckenden Linsensystems bildet sich überlappende Teilzonen ab. Die auf den Plättchenoberflächen abgebildeten Teilzonen werden als aktive Teilzonen bezeichnet, die übrigen als passive. Die Übergänge der Teilzonen werden als Schaltsegmente bezeichnet. Beim Queren eines Schaltsegmentes durch eine Infrarot-Wärmequelle wird ein Signal erzeugt, weil der Sensor eine andere Infrarotstrahlung als der Mittelwert beider Sensorflächen registriert, wodurch ein elektrisches Signal entsteht.
Im Bewegungsmelder kann eine zeitliche Verzögerung eingestellt werden, welche der Einschaltzeit einer beliebigen Funktion, z.B. einer oder mehrerer elektrischer Lichtquellen, nach der letzten Bewegung entspricht. Bei jedem Queren eines Schaltsegments durch eine Wärmequelle beginnt der volle Zeitablauf für die Verzögerung von vorne. Wenn ständig Bewegungen registriert werden, bleibt die angeschlossene Beleuchtung dauernd eingeschaltet.
Bei üblichen Bewegungsmeldern ist eine Reichweitenanpassung von etwa 5 bis 30 Metern möglich.
In der WO 91/08606 wird ein automatisches Hausleittechniksystem mit einem passiven Infrarot-Sensor beschrieben, welches eine batteriegepufferte Leitstelle umfasst und das Lichtstromnetz als bidirektionalen, digitalen Datenpfad für genormte, getastete, frequenzkonstante Signale benutzt. Die Leitstelle empfängt von Sensoren und eigenen Mikroprozessoren Befehle und gibt Steuersignale an Aktuatoren ab. Die Netzmodems der Leitstelle, Sensoren und Aktuatoren, passen die Sendeleistung umgekehrt proportional an die Impedanz bei der Übertragungsfrequenz des angeschlossenen Netzes an. Dieses Hausleitsystem ist nicht nur mit einem passiven Infrarotsensor als Bewegungsmelder versehen, sondern auch multifunktional einsetzbar, beispielsweise für die Heizung und die Sicherheit.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Einstellung der Lichteinschaltdauer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welches mit autonomen, also vom Lichtstromnetz als Datenpfad unabhängigen passiven Infrarotsensoren arbeitet, und in Räumen mit stark unterschiedlichen oder sich rasch ändernden Bedingungen in bezug auf die Bewegungsauslösung die Beleuchtungsdauer flexibel ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein vorgegebener Ausgangswert oder ein gespeicherter Erfahrungswert für eine zeitliche Verzögerung zum Abschalten der Beleuchtung eingegeben, dieser Wert automatisch und kontinuierlich an die Intensität der Bewegungen in der Reichweite des Infrarotsensors adaptiert und bei veränderter Bewegungsintensität laufend eine neue zeitliche Verzögerung eingestellt wird. Weiterbildende und spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, dass mit dem passiven Infrarotsensor anstelle der oder zusätzlich zur Lichteinschaltdauer auch eine andere, an sich bekannte Funktion geschaltet werden kann, z.B. eine Heizung oder eine Klimaanlage.
Die elektronische Einstellung der Lichteinschaltdauer mit einem passiven Infrarotsensor als Bewegungsmelder in einem besetzten Raum mit zahlreichen Bewegungen ist einfach zu lösen. Der Zeitablauf zum Ausschalten der Beleuchtung wird in kurzen Zeitabständenimmer wieder neu ausgelöst, die verzögerte Zeiteinstellung ist also nicht kritisch.
Das erfindungsgemässe Verfahren muss sich dagegen auch in Extremsituationen bewähren:
- Ein unbesetzter Raum wird nur sporadisch während kurzer Zeit betreten. In diesem Fall ist eine kurze zeitliche Verzögerung erwünscht, beispielsweise 1 bis 2 min.
- Ein Raum ist von einer sich kaum bewegenden, z.B. lesenden Person besetzt. In diesem Fall ist eine lange zeitliche Verzögerung zur Ausschaltung der Beleuchtung erwünscht, beispielsweise 10 bis 15 min.
Obwohl sich die Anforderungen in den beiden vorerwähnten Fällen widersprechen, kann erfindungsgemäss derselbe passive Infrarotsensor im selben Raum beide Bedingungen erfüllen, ohne dass eine manuelle Einstellung erforderlich ist. Bisher musste die Benutzung eines Raumes beobachtet und analysiert werden, dann konnte der passive Infrarotsensor auf den optimalen Wert für die zeitliche Verzögerung der für die Abschaltung der Beleuchtung eingestellt und später allenfalls auf einen
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anderen festen Wert korrigiert werden. In Räumen, welche - wie oben gezeigt - im Tagesablauf stark unterschiedlichen Bedingungen unterworfen sind, musste auf eine lange zeitliche Verzögerung zur Abschaltung der Beleuchtung ausgewichen werden, was bei einer grossen Anzahl von Räumen erhebliche Stromkosten nach sich zieht und das ganze System fragwürdig erscheinen lässt.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren der automatischen und kontinuierlichen Adaption an die Intensität der Bewegungen in einem Raum dagegen geht weder das Licht unnötig aus, noch wird unnötig lang Beleuchtungsstrom verbraucht, auch wenn sich die Bedingungen in einem Raum ständig ändern.
Für das erfindungsgemässe Verfahren ist jeder passive Infrarotsensor geeignet, welcher auch geringfügige Bewegungen erfassen kann, beispielsweise das Bewegen des Kopfes oder einer Hand. Dazu ist ein Muitilinsensystem notwendig, welches gut fokussiert und das Objekt auf den Sensorplätt-chen abbilden kann. Es müssen kleine Teilzonen mit zahlreichen Schaltübergängen bestehen. Bei einer Bewegung der Wärmequelle um beispielsweise 10 bis 15 cm sollte ein Schaltsegment durchquert werden.
Der für das erfindungsgemässe Verfahren vorgegebene Ausgangswert oder gespeicherte Erfahrungswert für die zeitliche Verzögerung zum Abschalten der Beleuchtung liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 15 min, insbesondere 2 bis 5 min. Diese zeitliche Verzögerung to wird von der in den passiven Infrarotsensor integrierten Elektronik automatisch und laufend an die Intensität der Bewegungen im Raum adaptiert, die angepassten zeitlichen Verzögerungen werden mit ti, t2, t3 ... tn bezeichnet.
Obwohl das Tageslicht ais ganzes keinen Ein-fluss hat, weil es durch die paarweise angeordneten Sensorflächen mit entgegengesetzter Polarität neutralisiert wird, ist es unerwünscht, dass oberhalb einer bestimmten Helligkeit die Beleuchtung eingeschaltet wird, wenn der passive Infrarotsensor auf Bewegungen reagiert. In nicht ausschliesslich künstlich beleuchteten Räumen ist deshalb vorzugsweise eine Photodiode zugeschaltet, welche die Auslösung des Schaltvorgangs bis zu einem einstellbaren Helligkeitswert des Tageslichts blockiert. Unterhalb dieser Dämmerungsgrenze wird die Blok-kierung aufgehoben.
Die zeitliche Verzögerung zum Abschalten der Beleuchtung kann mit Hardware, vorzugsweise mit einem R-C-Glied, oder programmgesteuert eingestellt werden. Heute werden bevorzugt Mikroprozessoren eingesetzt, welche sich auf kleinstem Raum unterbringen lassen.
Bevorzugt werden elektrische Signale, welche kürzer als eine vorgegebene Zeitperiode tf sind, ausgefiltert. Derartige im Störungsbereich liegende Triggers würden die Einschaltdauer der Beleuchtung unnötig verlängern. Vorzugsweise müssen die Triggers eine minimale Länge tf von 10 bis 100 msec, insbesondere etwa 50 msec haben, damit sie das Zeitfilter passieren können und nicht als Störungen hängen bleiben.
Weiter ist es sinnvoll, insbesondere bei einer grossen Anzahl von Bewegungen in einem Raum, nicht jeden vom erwähnten Zeitfilter durchgelassenen Trigger zur Neuauslösung des Zeitablaufs zum Ausschalten zuzulassen. Eine Barriere unterdrückt während einer bestimmten Zeitperiode tu alle das Zeitfilter passierenden Triggers, zweckmässig während 0,5 bis 15 sec, insbesondere während 2 bis 10 sec.
Das automatische und kontinuierliche Adaptieren an die Intensität der Bewegungen in einem Raum erfolgt nach einer ersten, bevorzugten Variante dadurch, dass während einer Messperiode tm die Zeitintervalle tt zwischen den die Barriere passierenden Triggers gemessen werden. Dabei wird das längste Zeitintervall tts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern ermittelt und gespeichert. Am Ende der erwähnten Messperiode tm wird das gespeicherte längste Zeitintervall tts mit einem Sicherheitsfaktor fs, welcher > 1 ist, zu einer neuen zeitlichen Verzögerung tn+i zur Abschaltung der Beleuchtung multipliziert. In der unmittelbar anschliessenden Messperiode tm+1 gilt diese neu ermittelte zeitliche Verzögerung tn+1 für die Ausschaltung der Beleuchtung. In der wie erwähnt unmittelbar anschliessenden neuen Messperiode tm+i wird wiederum das längste Zeitintervall tts+1 zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern ermittelt und gespeichert, dann mit dem Sicherheitsfaktor fs > 1 multipliziert, welches die neue zeitliche Verzögerung tn+2 für die Ausschaltung der Beleuchtung ergibt.
So wird kontinuierlich ohne Unterbruch Messperiode an Messperiode gereiht, wobei immer das längste Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern als Basis für die zeitliche Verzögerung zum Ausschalten der Beleuchtung genommen und die erfindungsgemässe Adaption an die Intensität der Bewegungen im Raum automatisch und kontinuierlich erreicht wird.
tts • fs=tn+1 (1),
wobei tts: längstes Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern in der n. Messperiode tm,
fs: Sicherheitsfaktor > 1, vorzugsweise 1,5 bis 3, insbesondere etwa 2,
tn+i neue zeitliche Verzögerung in der (n+i). Messperiode tm+1
Die neue zeitliche Verzögerung tn+i in der folgenden Messperiode tm+i muss immer grösser sein als das längste zeitliche Intervall tts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern, weil die Beleuchtung nie oder mit einer zu vernachlässigenden Wahrscheinlichkeit abschalten soll.
Die Messperioden tm, wobei die Indices immer eine ganze Zahl sind, ist vorzugsweise variabel:
tm At ■ tt (2),
Eine Messperiode tm hat eine bestimmte Minimaldauer, welche von der Anzahl At der ersten be5
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trachteten Triggern, vorzugsweise 10 bis 50, und den dieser Zahl entsprechenden Zeitabständen tt zwischen den Triggern abhängt. Kein Zeitabstand tt kann kleiner sein als die Zeitdauer tu, der Unterdrückung von Triggern durch die Barriere. Dauert eine Messperiode tm beispielsweise 20 Trigger bei einer Barriere von 6 sec, dauert diese Messperiode tm im Minimum 2 min. In diesem Fall wird also höchstens alle 2 min eine neue zeitliche Verzögerung tn für die Abschaltung der Beleuchtung eingestellt. Selbstverständlich könnte diese Messperiode tm wesentlich kürzer sein, wenn beispielsweise nur 10 Triggers verwendet und eine Barriere tu während 0,5 sec die Triggers unterdrückt, was einer Messperiode tm von 5 sec entspricht. Andererseits kann die Messperiode tm beispielsweise auf 12,5 min verlängert werden, wenn sie 50 Triggers dauert und die Barriere während 15 sec die Triggers unterdrückt.
Im Sinne einer Feineinstellung der ersten Variante kann die jeweilige zeitliche Verzögerung (to, ti, t2... tn) zum Abschalten der Beleuchtung sofort um einen Wert tz erhöht werden, wenn das Zeitintervall tt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern grösser als die Hälfte der erwähnten jeweiligen zeitlichen Verzögerung ist. Die nachfolgende Messperiode tm+1 braucht also nicht abgewartet zu werden. Die sofortige zeitliche Erhöhung tz der jeweiligen zeitlichen Verzögerung liegt vorzugsweise zwischen 5 und 30 sec, insbesondere bei etwa 10 sec.
Eine weitere Verfeinerung der ersten, bevorzugten Variante liegt darin, dass für die zeitliche Verzögerung to, ti, fc ... tn sofort auf den eingestellten Maximalwert tmax geschaltet und eine höhere Anzahl von Triggern zur Festlegung der Messperiode tm+1 eingestellt wird, wenn nach einem Abschalten der Beleuchtung innerhalb einer vorgegebenen Reaktionszeit ta, auch Zeitfenster genannt, ein von der Barriere durchgelassener Trigger erfolgt. Der eingestellte Maximalwert tmax liegt vorzugsweise bei 10 bis 20 min, die maximal einstellbare Anzahl von Triggern trigmax bei vorzugsweise 50 bis 100. Sobald sich die Anzahl der Bewegungen wieder erhöht, wird die Anzahl der die Messperiode bildenden Triggers auf den Normalwert erniedrigt und der längste gemessene Abstand tts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern als Regelwert für die zeitliche Verzögerung zum Abschalten der Beleuchtung genommen.
Diese erste Variante erfüllt die Erfindung in be-zug auf die automatische und kontinuierliche Adaption der zeitlichen Verzögerung to, ti, Ï2 ... tn zum Abschalten der Beleuchtung in idealer Weise, indem - allenfalls unter Zuhilfenahme der Verfeinerungen - alle Normal- und Extremsituationen flexibel und präzis bewältigt werden können.
Nach einer zweiten Variante der Erfindung wird die gespeicherte zeitliche Verzögerung to zum Abschalten der Beleuchtung wenigstens einmal zu einer verlängerten zeitlichen Verzögerung tn, fe, t3 ... tn adaptiert, wenn nach dem Abschalten der Beleuchtung innerhalb einer vorgegebenen Reaktionszeit ta ein von der Barriere durchgelassener Trigger erfolgt, wobei eine maximal erreichbare zeitliche Verzögerung tmax eingestellt wird.
Nach dieser Variante muss in Kauf genommen werden, dass zu Beginn das Licht ein- oder mehrmals ausschaltet, bis der optimale Wert eingestellt ist.
Die verlängerten zeitlichen Verzögerungen ti, Ì2, t3 ... tn für die Abschaltung der Beleuchtung werden zweckmässig mit zunehmender Anzahl gleich oder abnehmend länger eingestellt, in bezug auf den jeweils eingestellten Wert vorzugsweise um 5 bis 50%, vorzugsweise um 15 bis 35%. Die eingestellte Reaktionszeit ta für einen Trigger nach dem Abschalten der Beleuchtung liegt zweckmässig bei 0 bis 10 sec.
Nach einer dritten Variante des erfindungsgemäs-sen Verfahrens schliesslich wird während einer vorbestimmten Zeitperiode tp die durchschnittliche Zeitdauer tAV zwischen zwei aufeinanderfolgenden, von der Barriere durchgelassenen Triggern laufend ermittelt. Mit einem Zähler werden die zu kurzen zeitlichen Verzögerungen to während der letzten Zeitperiode tp aufaddiert und die zu langen zeitlichen Verzögerungen to, ermittelt aus den Zeitabständen zwischen zwei aufeinanderfolgenden, von der Barriere durchgelassenen Triggern, abgezählt. Zeigt der Zähler nach der Zeitperiode tp, beispielsweise nach einer Stunde, einen Wert von 0 an, ist die zeitliche Verzögerung to zum Abschalten der Beleuchtung korrekt eingestellt, es muss nichts unternommen werden.
Weicht die Summe von 0 ab, wird die neue zeitliche Verzögerung ti, te, t3 ... oder tn nach dem Ablauf einer Zeitperiode tp entsprechend verlängert oder verkürzt. Diese dritte Variante ist verhältnismässig träge und kann nicht kurzzeitig reagieren.
Nach allen Varianten kann mit der Einstellung einer minimalen Einschaltdauer an einem Potentiometer in die Automatik eingegriffen werden. Die Automatik ist dann im Bereich der eingestellten minimalen und der fest vorgegebenen oder ebenfalls einstellbaren maximalen Zeit wirksam. Die untere Grenze wird vorzugsweise bei 1 bis 2 min, die obere zeitliche Grenze auf 15 min manuell eingestellt oder ist zwischen 10 und 20 min programmgesteuert einstellbar.
Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass es autonom, automatisch und kontinuierlich sämtliche normalen und extremen Bedürfnisse in allen, auch einer grossen Zahl von Räumen abdecken kann und die zeitliche Verzögerung innerhalb kürzester Zeit an die Intensität der Bewegungen, sei es nur mit dem Kopf oder mit der Hand eines Benutzers, einstellt.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Ansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- Fig. 1 das Funktionsprinzip eines passiven Infrarotsensors,
- Fig. 2 ein Blockdiagramm eines passiven Infrarotsensors mit integrierter Elektronik,
- Fig. 3 ein Timing-Diagramm eines passiven Infrarotsensors,
- Fig. 4 eine Messperiode mit 20 Triggern, und
- Fig. 5 die Feineinstellung gemäss Fig. 4.
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Ein passiver Infrarotsensor 10 hat zwei benachbarte Sensorflächen 12, 14 entgegengesetzter Polarität, welche im vorliegenden Fall aus Lithium-Tan-talat-Wafern bestehen. Nach einer in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellten Ausführungsform hat der Infrarotsensor 10 ingesgesamt vier, je paarweise ausgebildete Sensorflächen aus einem an sich bekannten Material.
Über ein Linsensystem 16 wird eine Vielzahl von Teilzonen 18 auf einer oder beiden Sensorflächen 12, 14 abgebildet. Die Teilzonen 20 werden auf keiner Sensorfläche 12, 14 abgebildet. Zwischen den Teilzonen 18, 20 liegen Schaltsegmente 22.
Wenn eine Wärmequelle 24, beispielsweise ein Mensch oder ein Körperteil eines Menschen, ein Schaltsegment 22 quert, entsteht ein elektrisches Signal, welches über Leiter 26 in die integrierte Elektronik 28 (Fig. 2) eingespeist wird und einen Trigger erzeugt.
Die auf den Sensorflächen 12, 14 entgegengesetzter Polarität erzeugten elektrischen Signale werden, wie in Fig. 2 im Detail dargestellt, über Bandpassfilter 30, 32 im kHz-Bereich, welche auch als Verstärker wirken, in einen Fensterkomparator 34 geleitet, wo die Signale der beiden Sensorflächen 12, 14 miteinander verglichen werden. Die Signale werden in einen Gatter 36, auch Gate genannt, geleitet. In diesen Gatter 36 münden auch die Steuersignale einer Leuchtdiode 38, welche die Schaltung oberhalb einer einstellbaren Helligkeit blockiert.
Ein Zeitfilter 40 filtert zu kurze Triggers tf, welche Störungen sind, aus. Eine Barriere 42 blockiert während einer Zeitperiode tu, nachdem ein Trigger das Schalten des Beleuchtungsstromes oder die Neuauslösung des Zeitablaufs zum Ausschalten ausgelöst hat, alle weiteren Triggers, die vom Zeitfilter 40 durchgelassen werden.
Ein Mikroprozessor 48 enthält die Software zur Adaption der zeitlichen Verzögerung to, ti, t2 ... tn zum Abschalten der Beleuchtung über einen Timer 44 und einen Triac oder ein Relais 46.
Alle Hardware-Funktionen werden durch den Mikroprozessor 48 realisiert.
In Fig. 3 ist unter a) ein Trigger 50 gezeigt, welcher länger ist als die unter c) gezeigten Filterabsorptionssignale 52 des Zeitfilters 40 (Fig. 2). Der Trigger 50 geht deshalb durch und löst neben dem Zeitablauf zum Ausschalten auch die Unterdrückung 54 der Barriere 52 aus, welche eine Zeitdauer tu anhält. Erst nach dieser Zeitdauer tu kann ein neuer Trigger 50, welcher das Zeitfilter 40 passiert, zum Mikroprozessor durchkommen und neu auslösen.
Die Stufe 56 in f) zeigt an, dass der durchkommende Trigger 50 gleichzeitig die Einschaltung der Beleuchtung auslöst.
In b) ist ein Peak 50' gezeigt, welcher sehr kurzzeitig ist und nur eine Zeitperiode tf andauert, die weit kleiner ist als die Filterabsorptionssignale 52 und deshalb ausgefiltert wird, womit eine Störung verhindert wird.
Fig. 4 zeigt eine n. Messperiode tm, welche durch die Anzahl von Triggern 50 bestimmt ist. Im vorliegenden Fall sind 20 Triggers für die variable
Messperiode tm vorgegeben. Die Zeitintervalle tt zwischen den benachbarten Triggern 50 werden gemessen und das längste Zeitintervall tts zwischen zwei Triggern 50 der n. Messperiode gespeichert. In der nächsten, n+1. Messperiode tm+i wird das längste Zeitintervall tts multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor, zur zeitlichen Verzögerung tn+i für die Abschaltung der Beleuchtung.
In Fig. 5 ist auf der linken Seite die eingegebene zeitliche Verzögerung to für die Abschaltung der Beleuchtung gezeigt. Ein Trigger 50 (Fig. 3) in der ersten, linken Hälfte der Zeitdauer to löst den Zeitablauf ohne Verzögerung neu aus. Auch in der rechten Hälfte löst ein Trigger 50 den Zeitablauf zum Ausschalten neu aus. Weil jedoch in der rechten Hälfte verhältnismässig lange kein Trigger gebildet worden ist, wird die zeitliche Verzögerung to sofort um tz auf ti verlängert, ohne die nächste Messperiode (Fig. 4) abzuwarten. Die Adaption erfolgt also unverzüglich.
Mit der punktierten Linie 58 ist der Fall angedeutet, dass während der zeitlichen Verzögerung to kein Trigger auftritt. Falls nach der Abschaltung in einem darauffolgenden Zeitfenster 60 von 5 bis 10 sec ein Trigger 50 detektiert wird, schaltet die integrierte Elektronik sofort auf die maximale zeitliche Verzögerung tmax und die maximal einstellbare Anzahl von Triggern trigmax pro Zeitperiode tm bei 50, welche erst beim Auftreten von mehr Bewegungen wieder in den üblichen Zyklus zurückgebracht werden.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur elektronischen Einstellung der Lichteinschaltdauer mit einem passiven Infrarotsensor (10) als Bewegungsmelder, welcher mit wenigstens zwei benachbarten Sensorflächen (12, 14) paarweise entgegengesetzter Polarität und einem beim Übergang von unterschiedlich auf den Sensorflächen (12, 14) abgebildeten Teilzonen (18) eine Vielzahl von Schaltsegmenten (22) bildenden Linsensystem (16) arbeitet, wobei eine ein Schaltsegment (22) querende Wärmequelle (24) eine vom Mittelwert eines Sensorflächenpaares (12, 14) abweichende Infrarotstrahlung erzeugt und ein elektrisches Signal auslöst, welches zu einem Trigger (50) verstärkt wird, zeitlich einstellbar verzögert ein Relais oder einen Triac (46) zum Schalten des Beleuchtungsstromes ansteuert und den Zeitablauf zum Ausschalten wieder neu auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener Ausgangswert oder ein gespeicherter Erfahrungswert für die zeitliche Verzögerung (to) zum Abschalten der Beleuchtung eingegeben, dieser Wert automatisch und kontinuierlich an die Intensität der Bewegungen in der Reichweite des passiven Infrarotsensors (10) adaptiert und bei veränderter Bewegungsintensität laufend eine neue zeitliche Verzögerung (ti, t2, t3 ... tn) eingestellt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorgegebene oder gespeicherte zeitliche Verzögerung (to) von 1 bis 15 min, vorzugsweise 2 bis 5 min, eingegeben wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Photodiode (38) die
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    Auslösung des Schaltvorgangs bis zu einem einstellbaren Helligkeitswert des Tageslichtes blockiert.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Verzögerung (to, ti, fe ... tn) zum Abschalten der Beleuchtung mit Hardware, vorzugsweise mit einem R-C-Glied, oder programmgesteuert eingestellt wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den von einem Sensorflächenpaar (12, 14) erzeugten elektrischen Signalen Triggers (50) von kürzerer Zeitdauer (tf) als 10 bis 100 msec, vorzugsweise bis etwa 50 msec, von einem Zeitfilter (40) ausgefiltert werden.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem den Schaltvorgang oder den Zeitabiauf zum Ausschalten neu auslösenden Trigger (50) während einer Zeitperiode (tu) von 0,5-15 sec, vorzugsweise 2 bis 10 sec, alle weiteren Triggers (50) von einer Barriere (42) unterdrückt werden.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Messperiode (tm) die Zeitintervalle (tt) zwischen den die Barriere (42) passierenden Triggern (50) gemessen, das längste Zeitintervall (tts) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern (50) ermittelt, gespeichert, mit einem Sicherheitsfaktor ((fs) > 1) zu einer neuen zeitlichen Verzögerung (tn+i) zum Abschalten der Beleuchtung für die nächste Messperiode (tm+i ) multipliziert und während dieser Messperiode (tm+i) der Vorgang wiederholt wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit variablen Messperioden (tm), festgelegt durch die Zeitintervalle (tt) zwischen zwei benachbarten der ersten 10 bis 50, vorzugsweise 20 Triggers, und einem Sicherheitsfaktor (fs) von 1,5 bis 3, vorzugsweise etwa 2, gearbeitet wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Messperiode (tm) bei einem Zeitintervall (tt) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern (50), das grösser als die Hälfte der jeweiligen zeitlichen Verzögerung (to, ti, te ... tn) zum Abschalten der Beleuchtung ist, diese Verzögerung sofort um (tz) erhöht wird, ohne die nächste Messperiode (Wi) abzuwarten, wobei (tz) vorzugsweise zwischen 5 und 30 sec, insbesondere bei etwa 10 sec liegt.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Abschalten der Beleuchtung innerhalb einer vorgegebenen Reaktionszeit (ta) die jeweilige zeitliche Verzögerung (to, ti, te ... tn) zum Abschalten der Beleuchtung sofort auf einen eingegebenen Maximalwert (tmax) eingestellt und die Anzahl der eine Messperiode (tm) festlegenden ersten Triggern (trigmax) erhöht werden, und bei einem nachfolgenden Zeitintervall (tt) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern (50), das kleiner als der Maximalwert (tmax) ist, auf den normalen Regulierungsablauf zurückgeschaltet wird.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene oder gespeicherte zeitliche Verzögerung (to) zum Abschalten der Beleuchtung wenigstens einmal zu einer verlängerten zeitlichen Verzögerung (tn, te,
    t3 ... tn) adaptiert wird, wenn nach dem Abschalten der Beleuchtung innerhalb einer vorgegebenen Reaktionszeit (ta) ein von der Barriere (42) durchgelassener Trigger (50) erfolgt, wobei eine maximal erreichbare zeitliche Verzögerung (tmax) eingestellt wird.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerten zeitlichen Verzögerungen (ti, te, t3 ... tn) für die Abschaltung der Beleuchtung mit zunehmender Anzahl gleich oder abnehmend länger eingestellt werden.
    13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerten zeitlichen Verzögerungen (ti, te, t3 ... tn) für die Abschaltung der Beleuchtung in bezug auf den jeweils eingestellten Wert um 5 bis 50%, vorzugsweise um 15 bis 35%, länger eingestellt werden, wenn die Reaktionszeit (ta) für einen Trigger (50) nach dem Abschalten der Beleuchtung bei vorzugsweise 0 bis 10 sec liegt.
    14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während einer vorbestimmten Zeitperiode (tp), die durchschnittliche Zeitdauer (tAv) zwischen zwei aufeinanderfolgenden, von der Barriere (42) durchgelassen Triggern (50) laufend ermittelt, mit einem Zähler die zu kurzen zeitlichen Verzögerungen (to) während der letzten Zeitperiode (tp) aufaddiert und die zu langen zeitlichen Verzögerungen (to), ermittelt aus den Zeitabständen zwischen zwei aufeinanderfolgenden, von der Barriere (42) durchgelassenen Triggern (50), abgezählt werden, und bei einem von Null abweichenden Wert der Summe die neue zeitliche Verzögerung (tn, te, t3 ... tn) nach dem Ablauf einer Zeitperiode (tp) entsprechend verlängert oder verkürzt wird.
    15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die minimale zeitliche Verzögerung (to) zum Abschalten der Beleuchtung von vorzugsweise 1 bis 2 min an einem Potentiometer manuell eingegeben wird, wobei die Automatik mit einer festen oder variablen oberen Grenze (tmax) von vorzugsweise 10 bis 20 min für die zeitliche Verzögerung (to, ti, te ... tn) zur Abschaltung der Beleuchtung arbeitet.
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