CN105120658B - 水下开关单元 - Google Patents

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Abstract

用于尤其在低电压范围中的电子设备(11)的供电的水下开关单元，带有优选防水地构造的外壳(19)，在其中布置有电子单元(2)，利用该电子单元可将可经由水下开关单元(14)的输入端口被提供的输入电压并行地分配到水下开关单元(16)的多个输出端口(16)上，其中，输出端口(16)中的至少两个可经由水下开关单元(14)的至少一个开关元件(7,8)被彼此单独地加载电压，且其中，不可调的水下开关单元(14)包括带有附属的数据总线接口的数据总线端口，经由该数据总线接口可鉴定关于输出端口(16)的电压加载的信息信号。

Description

水下开关单元
技术领域
本发明涉及一种用于尤其在直至30伏的低电压范围中的、优选用于12伏或者24伏系统的电子设备的供电的水下开关单元。在此其可以是直流系统或交流系统。
背景技术
为了电子设备(例如光源、泵或开关阀)的接通，在池塘和鱼池区域中标准化地使用在水外的开关箱形式的开关单元。为了每个单独的终端设备的供电于是敷设须相应长的电缆。
由此产生高的电流和电缆成本以及用于敷设的增加的成本。
发明内容
如下是本发明的目的，即，最小化用于尤其布置在水中或在水边的电子设备的供电的材料投入和电流消耗。
根据本发明作如下设置，即，水下开关单元设有尤其防水地构造的外壳，在其中布置有电子单元。经由该电子单元可将可经由水下开关单元的输入端口被提供的输入电压并行地分配到水下开关单元的多个输出端口上，其中，输出端口中的至少两个可经由水下开关单元的至少一个开关元件被彼此单独地加载电压，且其中，不可调的水下开关单元包括带有附属的数据总线接口的数据总线端口，利用该数据总线接口可鉴定关于输出端口的电压加载的信息信号。
不可调此处被理解为不可进行用于紧接着的电子设备的调光、变色或频率控制的调节信号的处理和传递的水下开关单元。根据本发明的水下开关单元的功能性是简单的。该单元相应低成本地如此地构建，即，经由输入端口施加的电压、尤其12伏或24伏直流电压仅可并行地被分布到输出端上且可被单独地接通。在任何情况下，水下开关单元可被用于例如经由端口的电流、端口的开关状态、在各个端口以及可能的部件处的电压的状态查询且可选地用于传送温度信息。其于是是一种纯粹的开关单元，其在不带有用于池塘和鱼池区域的电子设备的控制功能的情形中设置用于该设备的运行。优选地，该电子设备是终端设备、例如LED光源或泵。然而其同样可能例如是磁阀。
为了操控至少一个开关元件，水下开关单元(下面也被称作“开关单元”)具有与数据总线端口相连接的数据总线接口形式的数据总线端口，经由该数据总线接口可例如处理DMX总线或者DMX-RDM总线的信号。
待布置在水中的系统(例如泵、光源或开关阀)于是可由中央的且例如布置在水中的开关单元起经由较短的电缆路径被供以电流。仅至水下开关单元本身的较长的导线以及用于经由其传递总线信号的数据电缆的较长的导线是必要的。因此，导线长度例如在布置四个(否则须独立于开关箱被供电的)水下光源形式的终端设备的情形中可大约被减半。
这节省成本地作用于材料和电流消耗且降低了装配成本。.
经由数据总线信号可将信息提供至开关单元，借助其可单独地、成对地或成组地接通或关断由水下开关单元供电的电子设备或终端设备。
优选地，对于每个输出端口而言相应地关联有开关元件，从而在电路的尽管较高简单性的情形中可实现在不同地互联成相应组的终端设备的意义上的充分的灵活性。
优选地，水下开关单元设有至少四个输出端口，经由其可相应地给四个终端设备供电。在此，水下端口构造用于防水地联接设置在电子设备侧的插接触头。
备选地或补充地，水下开关单元可设有至少一个可被联接到输出端口处的配电器，经由其可将多个终端设备联接到输出端处。由此于是可同时接通非常高数量的终端设备(受到设备中的允许的电流强度限制)。
开关元件被设计为至少100Hz的开关频率，从而例如可产生带有大量不同颜色的终端设备(例如LED照明模块)的水下灯光秀、复杂的效果。
在水下开关单元的另一发明构造方案中，该水下开关单元设有至少两个开关元件，其中，开关元件相应地是电子开关元件。这些开关元件尤其构造成晶体管、此处尤其构造成MOSFET或构造成晶闸管或者三端双向可控硅且然后可相应地接通直流电(晶体管)或交流电(晶闸管/三端双向可控硅)。优选地其是12伏或者24伏直流系统和相应的开关元件(例如Power-MOSFET)。
对于电子设备而言，水下单元的电子单元因此仅构造用于接通和关断。水下开关单元仅鉴于接口单元以及必要时为了上述状态查询具有额外的功能性。
备选地，开关元件同样可构造成继电器，其中，其于是是特别简单地待装配的水下开关单元。
优选地，外壳防水包封地构造。在此，防水意味着满足根据IP68的标准。
备选地或补充地，带有数据总线接口和开关元件的电子单元布置在尤其在单一的电路板上的防水的灌封胶中，由此引起额外的或补充的保护。通过唯一的电路板装备以相应部件，根据本发明的水下开关单元的制造被简化。
为了保护尤其电子的开关元件，对于每个输出端口而言接入续流二极管，从而使得例如在磁阀断开的情形中形成的电压尖峰可对于开关元件而言不苛刻地被削减。
此外当数据总线接口被与工作电势或者附属的电路电隔离时，存在操作安全性的提高。
在此，数据总线接口然而可以是为了控制开关元件而存在的电子单元的部分。然而其同样可以是单独的单元。
为了操控可能的待联接到水下开关单元处的终端设备，如下是有利的，当水下开关单元包括至少一个经由数据总线端口可与电子单元相连接的、可与外壳分开配置的预编程或可编程的控制器形式的控制单元。在此其可以是例如经由无线地与控制元件(发送接收元件)相连接的远程操作，经由其可激活或者查询水下开关单元的各个功能。其同样可以是计算机程序控制，其可经由PC、平板PC、智能手机或类似的电子数据处理设施来实现。
附图说明
本发明的另外的优点和细节可由下面的附图说明得悉。
在下面示意性示出的附图中显示如下：
图1显示了根据本发明的对象的示意性图示，
图2显示了带有待联接的终端设备的根据图1的对象，
图3显示了带有相对图2更大数量的终端设备的另一根据本发明的对象，
图4显示了另一根据本发明的对象，
图5显示了在另一构造方案中根据图4的对象。
具体实施方式
相同或类似地起作用的零件(如果相关)设有相同的附图标记。下面所描述的实施例的各个技术特征可与主权利要求的特征一起以及附加技术特征与上述实施例的特征一起引起根据本发明的改进方案。
在图1的框图中，根据本发明的水下开关单元的元件通过虚线1来划定。在该情况中，水下开关单元设置用于同样可布置在池塘中的水面之下的水下光源的供电。就此而言，线1标明了根据标准IP68防水地构造的外壳，在其中布置有电子单元2。电子单元2经由导线3被供以输入电压、尤其24伏直流电。经由数据总线4实现关于输出端口中的其中一个或多个的电压加载的信息信号的传送。
输出端口通过四个与虚线1相交的实导线6示出。
经由具有未进一步示出的数据总线接口的电子单元2可将可经由输入端口被提供的输入电压并行地分配到水下开关单元的输出端口上。对于输出端口中的每个而言关联有功率MOSFET(Power-MOSFET)7形式的开关元件。根据本发明的水下开关单元的扩展级被虚线示出，其带有电子单元的另一开关元件8和附属的零件9。例如，该电子单元可具有用于另外的四个输出端的端口，从而总共八个设备可单独加载以输入电压地被由同一水下开关单元供电。
经由数据总线导线4可由水下开关单元将关于流经输出导线6的电流、开关元件7和8的开关状态、该处存在的电压以及电子单元的温度提供到控制单元处。布置在端口处的终端设备的经由以电压的加载或者电压的关断得出的调节不可利用该水下开关单元实现。根据本发明的水下开关单元的优点恰在其构造的简单性上可见。
在通常运行中，所使用的晶体管(在该情况中Power-MOSFET)可传导2.5A的电流。该电流例如用于LED或卤素水下射灯的运行。在例如电感负荷(例如磁阀)的关断的情形中，直至13A的电流尖峰可被由开关元件经受得起，备选地该开关元件如同电子单元2那样可经由续流二极管被保护。
如果电压源被失误地联接在输出端处(这在输入侧上和在输出侧上的相同结构形式的系统插头的情形中可能发生)，对于每个输出端而言可关联有设计用于直至16A的电压源的保护二极管。
带有设置在水下开关单元的侧面上的端口的相应的系统插头在图2中示出。作为待供电的终端设备此处设置有照明模块11，其可经由在端侧设有系统插头13的联接导线12与水下开关单元14相连接。为此，系统插头13可防水地与输出端口16相连接。
同样地在输入侧上设置有用于供电的系统插头17和用于数据总线电缆的系统插头18。
整个外壳19防水地构造。在内部，电子单元2设有在其上相应的构件例如总线接口、开关元件7以及必要时用于设备固件的EEPROM单元被防水地包封的电路板。
在根据图3的实施例中，该设备除了已在附图2中预先描述的部件之外包括额外的设有系统插头的联接电缆21，经由可相应地被联接到输出端口16处的配电器22可被加载以电流。
对于每个配电器22而言于是关联有多个(在该情况中两个)照明模块形式的终端设备，从而可经由四个输出端驱动四组两个模块形式的总共八个照明模块。
根据本发明的改进方案(图4)设有预编程的控制单元，构造成以远程操作装置23的形式可无线地将信号传导到信号接收器24，信号接收器又以数据电缆与水下开关单元14相连接。接收单元24经由呈箭头状的固定元件26可被固定在靠近池塘的土壤中。其外壳27可打开且设有电池或可更换电池。备选地或补充地，光电元件可被集成在外壳表面中，以便于确保接收单元24的长期的电流供应。
在输入端口处，在导线3上布置有变压器28，其同样防水地构造，然后同样可布置在水外。
经由该控制单元，在该情况中被划分成三组的四个照明模块可被打开和关断(操作元件“0”和“1”)。经由开关29，各个照明模块可被接合或关断。作为这样的预先给定的或者预编程的控制的替代，在数据电缆4处同样可联接有计算机单元31，经由其可自由编程地打开和关断照明模块11或其它布置在根据本发明的水下开关单元处的终端设备。(图5)。

Claims (13)

1.用于电子设备(11)的供电的水下开关单元，带有防水地构造的外壳(19)，在其中布置有电子单元(2)，利用该电子单元能够将能够经由所述水下开关单元(14)的输入端口被提供的输入电压并行地分配到所述水下开关单元(14)的多个输出端口(16)上，其中，所述输出端口(16)中的至少两个能够经由所述水下开关单元(14)的至少一个开关元件(7,8)被彼此单独地加载电压，且其中，不可调的水下开关单元(14)包括带有附属的数据总线接口的数据总线端口，经由该数据总线接口能够鉴定关于输出端口(16)的电压加载的信息信号，所述不可调的水下开关单元为不可进行用于紧接着的电子设备的调光、变色或频率控制的调节信号的处理和传递的水下开关单元。
2.根据权利要求1所述的水下开关单元，其特征在于，所述电子设备是在低电压范围中的电子设备。
3.根据权利要求1所述的水下开关单元，其特征在于，对于每个输出端口(16)而言相应地关联有开关元件(7,8)。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的水下开关单元，其特征在于，所述开关元件(7,8)被设计为至少100Hz的开关频率。
5.根据前述权利要求4所述的水下开关单元,带有至少两个开关元件(7,8)，其特征在于，所述开关元件(7,8)相应地是电子开关元件(7,8)，其构造成晶体管、晶闸管或三端双向可控硅。
6.根据前述权利要求1或2所述的水下开关单元,带有至少两个开关元件，其特征在于，所述开关元件相应地构造成继电器。
7.根据前述权利要求1或2所述的水下开关单元，其特征在于，带有数据总线接口和开关元件(7,8)的电子单元(2)布置在防水的灌封胶中。
8.根据权利要求7所述的水下开关单元，其特征在于，所述电子单元(2)布置在单一的电路板上的防水的灌封胶中。
9.根据前述权利要求1或2所述的水下开关单元，其特征在于，所述外壳(19)防水包封地构造。
10.根据前述权利要求1或2所述的水下开关单元，其特征在于，对于每个输出端口(16)而言接入续流二极管。
11.根据前述权利要求1或2所述的水下开关单元，其特征在于，所述数据总线接口被与工作电势电隔离。
12.根据前述权利要求1或2所述的水下开关单元，其特征在于至少一个可被联接到输出端口(16)处的配电器(22)，经由其可将多个电子设备(11)联接到输出端口(16)处。
13.根据前述权利要求1或2所述的水下开关单元，其特征在于至少一个可经由所述数据总线端口与所述电子单元(2)相连接的、可与所述外壳(19)分开配置的用于所述电子设备(11)的预编程或可编程的控制的控制单元(31)。
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