CH683473A5 - Electronically setting duration of switched-on electric light - using passive IR sensor as movement detector with at least two neighbouring sensor surfaces forming polarity pair - Google Patents
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Abstract
Description
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CH 683 473 A5 CH 683 473 A5
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Beschreibung description
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. The invention relates to a method for electronically adjusting the light on time using a passive infrared sensor as a motion detector, which works with at least two adjacent sensor surfaces of opposite polarity in pairs and a lens system forming a plurality of switching segments during the transition from sub-zones mapped differently on the sensor surfaces, one of which Switching segment crossing heat source generates an infrared radiation deviating from the mean value of a pair of sensor surfaces and triggers an electrical signal, which is amplified to a trigger, controls a relay or a triac to switch the lighting current with a time delay and triggers the time sequence for switching off again.
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. Motion detectors that work on the principle of passive infrared technology are on the market in numerous embodiments. They measure and compare the infrared radiation in their detection range, but do not emit any radiation themselves, which is why they are called passive. A motion detector is an electronic switch which perceives the invisible infrared heat radiation with its optics and switches automatically when a heat source moves in its detection area.
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. The sensor of known infrared receivers consists of two adjacent plates of opposite polarity, which consist, for example, of a lithium tantalate, are about 1 mm wide and have the same distance. When the infrared radiation acts differently, the two surfaces of the platelets emit a signal which is amplified into a trigger and controls a relay.
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. Each lens of a lens system covering the sensor forms overlapping partial zones. The subzones shown on the platelet surfaces are called active subzones, the others as passive. The transitions of the sub-zones are called switching segments. When a switching segment is crossed by an infrared heat source, a signal is generated because the sensor registers a different infrared radiation than the mean value of both sensor surfaces, which creates an electrical signal.
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. A time delay can be set in the motion detector which corresponds to the switch-on time of any function, e.g. one or more electrical light sources after the last movement. Each time a switching segment is crossed by a heat source, the full time delay for the delay begins again. If movements are continuously recorded, the connected lighting remains switched on permanently.
Bei üblichen Bewegungsmeldern ist eine Reichweitenanpassung von etwa 5 bis 30 Metern möglich. A range adjustment of around 5 to 30 meters is possible with conventional motion detectors.
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. WO 91/08606 describes an automatic house control system with a passive infrared sensor, which comprises a battery-buffered control center and uses the luminous flux network as a bidirectional, digital data path for standardized, keyed, frequency-constant signals. The control center receives commands from sensors and its own microprocessors and sends control signals to actuators. The network modems of the control center, sensors and actuators, adapt the transmission power in inverse proportion to the impedance at the transmission frequency of the connected network. This house control system is not only equipped with a passive infrared sensor as a motion detector, but can also be used in a multifunctional manner, for example for heating and security.
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. The inventor has set himself the task of creating a method for setting the light on time of the type described at the outset, which works with autonomous passive infrared sensors, i.e. independent of the luminous flux network as a data path, and in rooms with very different or rapidly changing conditions in relation to the Movement triggering the lighting duration is flexible.
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. According to the invention, the object is achieved in that a predetermined output value or a stored empirical value is entered for a time delay for switching off the lighting, this value is automatically and continuously adapted to the intensity of the movements in the range of the infrared sensor and, when the movement intensity changes, a new time delay continuously is set. Further and special embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
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. It follows from the above that another function known per se can be switched with the passive infrared sensor instead of or in addition to the light on time, e.g. heating or air conditioning.
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. The electronic adjustment of the light on time with a passive infrared sensor as a motion detector in an occupied room with numerous movements is easy to solve. The time sequence for switching off the lighting is always triggered again at short intervals, so the delayed time setting is not critical.
Das erfindungsgemässe Verfahren muss sich dagegen auch in Extremsituationen bewähren: The method according to the invention, on the other hand, must also prove itself in extreme situations:
- Ein unbesetzter Raum wird nur sporadisch während kurzer Zeit betreten. In diesem Fall ist eine kurze zeitliche Verzögerung erwünscht, beispielsweise 1 bis 2 min. - An unoccupied room is only entered sporadically for a short time. In this case a short time delay is desirable, for example 1 to 2 minutes.
- 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. - A room is of a barely moving, e.g. reading person occupied. In this case, a long time delay for switching off the lighting is desirable, for example 10 to 15 minutes.
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 Although the requirements contradict each other in the two aforementioned cases, the same passive infrared sensor according to the invention can meet both conditions in the same room without the need for manual adjustment. Previously, the use of a room had to be observed and analyzed, then the passive infrared sensor could be set to the optimal value for the time delay for switching off the lighting and later, if necessary, to one
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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. other fixed value can be corrected. In rooms which - as shown above - are subject to very different conditions during the day, a long time delay had to be avoided to switch off the lighting, which entails considerable electricity costs in a large number of rooms and makes the whole system appear questionable.
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. With the method according to the invention of automatic and continuous adaptation to the intensity of the movements in a room, on the other hand, the light does not go out unnecessarily, nor is lighting current unnecessarily long, even if the conditions in a room change constantly.
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. Any passive infrared sensor is suitable for the method according to the invention, which can also detect slight movements, for example moving the head or a hand. This requires a multi-lens system that is well focused and can image the object on the sensor plate. Small sub-zones with numerous switching transitions must exist. If the heat source is moved by 10 to 15 cm, for example, a switching segment should be crossed.
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. The initial value or stored empirical value for the time delay for switching off the lighting, which is predetermined for the method according to the invention, is preferably in the range from 1 to 15 min, in particular 2 to 5 min. This time delay to is automatically and continuously adapted to the intensity of the movements in the room by the electronics integrated in the passive infrared sensor, the adapted time delays are denoted by ti, t2, t3 ... tn.
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. Although daylight as a whole has no influence because it is neutralized by the sensor surfaces arranged in pairs with opposite polarity, it is undesirable for the lighting to be switched on above a certain brightness when the passive infrared sensor reacts to movements. In rooms that are not exclusively artificially illuminated, a photodiode is therefore preferably switched on, which blocks the triggering of the switching process up to an adjustable brightness value of daylight. The blocking is lifted below this twilight limit.
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. The time delay for switching off the lighting can be set with hardware, preferably with an R-C element, or programmatically. Today microprocessors are preferred, which can be accommodated in the smallest space.
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. Electrical signals which are shorter than a predetermined time period tf are preferably filtered out. Such triggers located in the fault area would unnecessarily extend the lighting duration. The triggers must preferably have a minimum length tf of 10 to 100 msec, in particular about 50 msec, so that they can pass the time filter and do not get caught as faults.
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. Furthermore, it makes sense, especially with a large number of movements in a room, not to allow every trigger let through by the mentioned time filter to trigger the time sequence again to switch off. A barrier suppresses all triggers passing through the time filter during a certain time period, expediently for 0.5 to 15 seconds, in particular for 2 to 10 seconds.
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. According to a first preferred variant, the automatic and continuous adaptation to the intensity of the movements in a room takes place in that the time intervals tt between the triggers passing the barrier are measured during a measuring period tm. The longest time interval tts between two successive triggers is determined and stored. At the end of the mentioned measurement period tm, the stored longest time interval tts is multiplied by a safety factor fs, which is> 1, to a new time delay tn + i for switching off the lighting. In the immediately following measurement period tm + 1, this newly determined time delay tn + 1 applies for switching off the lighting. In the new measuring period tm + i immediately following, as mentioned, the longest time interval tts + 1 between two successive triggers is again determined and stored, then multiplied by the safety factor fs> 1, which gives the new time delay tn + 2 for switching off the lighting .
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. In this way, the measurement period is continuously lined up without interruption, whereby the longest time interval between two successive triggers is always used as the basis for the time delay for switching off the lighting and the adaptation according to the invention to the intensity of the movements in the room is achieved automatically and continuously.
tts • fs=tn+1 (1), tts • fs = tn + 1 (1),
wobei tts: längstes Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Triggern in der n. Messperiode tm, where tts: longest time interval between two successive triggers in the nth measurement period tm,
fs: Sicherheitsfaktor > 1, vorzugsweise 1,5 bis 3, insbesondere etwa 2, fs: safety factor> 1, preferably 1.5 to 3, in particular approximately 2,
tn+i neue zeitliche Verzögerung in der (n+i). Messperiode tm+1 tn + i new time delay in the (n + i). Measuring period 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. The new time delay tn + i in the following measurement period tm + i must always be greater than the longest time interval tts between two successive triggers, because the lighting should never switch off or with a negligible probability.
Die Messperioden tm, wobei die Indices immer eine ganze Zahl sind, ist vorzugsweise variabel: The measuring periods tm, the indices always being an integer, are preferably variable:
tm At ■ tt (2), tm At ■ tt (2),
Eine Messperiode tm hat eine bestimmte Minimaldauer, welche von der Anzahl At der ersten be5 A measuring period tm has a certain minimum duration, which depends on the number At of the first be5
10 10th
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20 20th
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30 30th
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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. sought triggers, preferably 10 to 50, and the time interval tt between the triggers corresponding to this number depends. No time interval tt can be less than the time period tu, the suppression of triggers by the barrier. If a measurement period tm lasts, for example, 20 triggers with a barrier of 6 seconds, this measurement period tm takes at least 2 minutes. In this case, a new time delay tn for switching off the lighting is set at most every 2 minutes. Of course, this measurement period tm could be significantly shorter if, for example, only 10 triggers were used and a barrier tu suppressed the triggers for 0.5 sec, which corresponds to a measurement period tm of 5 sec. On the other hand, the measurement period tm can, for example, be extended to 12.5 min if it lasts 50 triggers and the barrier suppresses the triggers for 15 sec.
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. In the sense of a fine adjustment of the first variant, the respective time delay (to, ti, t2 ... tn) for switching off the lighting can be increased immediately by a value tz if the time interval tt between two successive triggers is greater than half of the respective mentioned time lag is. The subsequent measurement period tm + 1 therefore does not have to be waited for. The immediate increase in time tz of the respective time delay is preferably between 5 and 30 seconds, in particular about 10 seconds.
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. A further refinement of the first, preferred variant is that the time delay to, ti, fc ... tn is immediately switched to the set maximum value tmax and a higher number of triggers is set to determine the measuring period tm + 1 if after when the lighting is switched off within a predetermined reaction time ta, also called a time window, a trigger is passed through the barrier. The set maximum value tmax is preferably 10 to 20 minutes, the maximum number of trigmax triggers that can be set is preferably 50 to 100. As soon as the number of movements increases again, the number of triggers forming the measurement period is reduced to the normal value and the longest measured Distance tts between two successive triggers taken as a control value for the time delay for switching off the lighting.
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. The invention fulfills this first variant with respect to the automatic and continuous adaptation of the time delay to, ti, Ï2 ... tn for switching off the lighting in an ideal manner by - all with the aid of the refinements - all normal and extreme situations flexible and can be dealt with precisely.
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. According to a second variant of the invention, the stored time delay to for switching off the lighting is adapted at least once to an extended time delay tn, fe, t3 ... tn if, after the lighting has been switched off, a barrier let through within a predetermined reaction time ta Trigger takes place, a maximum achievable time delay tmax being set.
Nach dieser Variante muss in Kauf genommen werden, dass zu Beginn das Licht ein- oder mehrmals ausschaltet, bis der optimale Wert eingestellt ist. According to this variant, it must be accepted that at the beginning the light switches off one or more times until the optimal value is set.
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. The extended time delays ti, Ì2, t3 ... tn for switching off the lighting are expediently set to be the same or decreasing longer with increasing numbers, with respect to the value set in each case preferably by 5 to 50%, preferably by 15 to 35%. The set response time ta for a trigger after switching off the lighting is expediently 0 to 10 seconds.
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. Finally, according to a third variant of the method according to the invention, the average time period tAV between two successive triggers passed by the barrier is continuously determined during a predetermined time period tp. The excessively short time delays to during the last time period tp are added up using a counter and the excessively long time delays to are counted, determined from the time intervals between two successive triggers passed by the barrier. If the counter shows a value of 0 after the time period tp, for example after an hour, the time delay to to switch off the lighting has been set correctly, nothing needs to be done.
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. If the sum deviates from 0, the new time delay ti, te, t3 ... or tn is correspondingly extended or shortened after the expiry of a time period tp. This third variant is relatively sluggish and cannot react briefly.
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. In all variants, you can intervene in the automatic system by setting a minimum duty cycle on a potentiometer. The automatic system is then effective in the range of the set minimum and the permanently specified or also adjustable maximum time. The lower limit is preferably set manually at 1 to 2 min, the upper time limit to 15 min or can be set between 10 and 20 min under program control.
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. The use of the method according to the invention is distinguished by the fact that it can autonomously, automatically and continuously cover all normal and extreme needs in all, including a large number of rooms, and the delay in the shortest possible time to the intensity of the movements, be it only with a user's head or hand.
Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Ansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch: The invention is explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawing, which are also the subject of dependent claims. They show schematically:
- Fig. 1 das Funktionsprinzip eines passiven Infrarotsensors, 1 shows the functional principle of a passive infrared sensor,
- Fig. 2 ein Blockdiagramm eines passiven Infrarotsensors mit integrierter Elektronik, 2 shows a block diagram of a passive infrared sensor with integrated electronics,
- Fig. 3 ein Timing-Diagramm eines passiven Infrarotsensors, 3 shows a timing diagram of a passive infrared sensor,
- Fig. 4 eine Messperiode mit 20 Triggern, und 4 shows a measurement period with 20 triggers, and
- Fig. 5 die Feineinstellung gemäss Fig. 4. 5 shows the fine adjustment according to FIG. 4.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
4 4th
7 7
CH 683 473 A5 CH 683 473 A5
8 8th
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. A passive infrared sensor 10 has two adjacent sensor surfaces 12, 14 of opposite polarity, which in the present case consist of lithium tan talate wafers. According to an embodiment not shown in FIGS. 1 and 2, the infrared sensor 10 has a total of four sensor surfaces, each formed in pairs, made of a material known per se.
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. A plurality of partial zones 18 are imaged on one or both sensor surfaces 12, 14 via a lens system 16. The partial zones 20 are not imaged on any sensor surface 12, 14. Switching segments 22 lie between the partial zones 18, 20.
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. If a heat source 24, for example a person or a body part of a person, crosses a switching segment 22, an electrical signal is produced which is fed into the integrated electronics 28 (FIG. 2) via conductor 26 and generates a trigger.
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. The electrical signals generated on the sensor surfaces 12, 14 of opposite polarity are, as shown in FIG. 2 in detail, passed via bandpass filters 30, 32 in the kHz range, which also act as amplifiers, into a window comparator 34, where the signals of the two Sensor surfaces 12, 14 are compared with each other. The signals are passed into a gate 36, also called a gate. The control signals of a light-emitting diode 38, which blocks the circuit above an adjustable brightness, also open into this gate 36.
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. A time filter 40 filters out triggers tf that are faults that are too short. A barrier 42 blocks all other triggers that are let through by the time filter 40 during a time period tu after a trigger has triggered the switching of the lighting current or the re-triggering of the time sequence for switching off.
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. A microprocessor 48 contains the software for adapting the time delay to, ti, t2 ... tn for switching off the lighting via a timer 44 and a triac or a relay 46.
Alle Hardware-Funktionen werden durch den Mikroprozessor 48 realisiert. All hardware functions are implemented by the microprocessor 48.
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. 3 shows a trigger 50 which is longer than the filter absorption signals 52 of the time filter 40 shown in c) (FIG. 2). The trigger 50 therefore goes through and, in addition to the timeout for switching off, also triggers the suppression 54 of the barrier 52, which lasts for a period of time tu. Only after this period of time tu can a new trigger 50, which passes through the time filter 40, get to the microprocessor and trigger again.
Die Stufe 56 in f) zeigt an, dass der durchkommende Trigger 50 gleichzeitig die Einschaltung der Beleuchtung auslöst. The stage 56 in f) indicates that the trigger 50 coming through simultaneously triggers the lighting.
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. In b) a peak 50 'is shown, which is very short-term and only lasts for a time period tf which is far smaller than the filter absorption signals 52 and is therefore filtered out, thus preventing interference.
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 4 shows an nth measurement period tm, which is determined by the number of triggers 50. In the present case, there are 20 triggers for the 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. Measurement period tm specified. The time intervals tt between the neighboring triggers 50 are measured and the longest time interval tts between two triggers 50 of the nth measurement period is stored. In the next, n + 1. Measuring period tm + i, the longest time interval tts is multiplied by a safety factor, for the time delay tn + i for switching off the lighting.
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. In Fig. 5, the entered time delay to for switching off the lighting is shown on the left. A trigger 50 (FIG. 3) in the first, left half of the time period to triggers the time lapse without delay. In the right half too, a trigger 50 triggers the timeout for switching off. However, because no trigger has been formed for a relatively long time in the right half, the time delay to is immediately extended by tz to ti without waiting for the next measurement period (FIG. 4). The adaptation takes place immediately.
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. The dotted line 58 indicates the case that no trigger occurs during the time delay to. If a trigger 50 is detected in a subsequent time window 60 from 5 to 10 seconds after switching off, the integrated electronics immediately switch to the maximum time delay tmax and the maximum number of trigmax triggers per time period tm at 50, which only occurs when more movements are brought back into the usual cycle.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH1447/92A CH683473A5 (en) | 1992-05-05 | 1992-05-05 | Electronically setting duration of switched-on electric light - using passive IR sensor as movement detector with at least two neighbouring sensor surfaces forming polarity pair |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH1447/92A CH683473A5 (en) | 1992-05-05 | 1992-05-05 | Electronically setting duration of switched-on electric light - using passive IR sensor as movement detector with at least two neighbouring sensor surfaces forming polarity pair |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH683473A5 true CH683473A5 (en) | 1994-03-15 |
Family
ID=4210679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH1447/92A CH683473A5 (en) | 1992-05-05 | 1992-05-05 | Electronically setting duration of switched-on electric light - using passive IR sensor as movement detector with at least two neighbouring sensor surfaces forming polarity pair |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH683473A5 (en) |
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-
1992
- 1992-05-05 CH CH1447/92A patent/CH683473A5/en not_active IP Right Cessation
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