CN105579773A - 照明器控制器 - Google Patents
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Abstract
公开了一种照明器控制器(6)，该照明器控制器(6)借助于紧固区域(33)可安装在壁(34)内，壁(34)形成上壳体部分(32)和/或底板(15)的一部分，上壳体部分和底板形成照明器控制器的主体。柔性光导(13)被设置成将来自照明器头部的外部的光发送至位于控制器(6)内部的光传感器。在照明器头部的壁处，透镜(14)可以设置在光导(13)的一端处，光导的另一端邻接光传感器。设置终端条(36)和天线插口(37)，终端条(36)和天线插口(37)可以分别进行电连接，并且天线(12)可以通过天线电缆(38)可以进行连接。
Description
技术领域
本发明涉及照明器控制器，并且更具体地而非排他性地，涉及具有这样的照明器控制器的路灯，以及涉及一种用于控制路灯中的照明器的方法。
背景技术
市场上公知多种路灯，这些路灯中包括至少一个灯管(优选地，为LED灯管或气体放电灯管)的照明器头部附接有可以向位于照明器头部内部的控制器发送信号的光电传感器单元或光传感器单元。这些光电传感器单元的视觉效果(visualimpression)能够被改善。一些照明器头部，特别是当其被冷却散热片或光伏电池所覆盖时，由于光电传感器单元与相关联的照明器控制器的集成，将不再适合于在不带来大量的制造和安装成本的情况下额外地附接光电传感器单元。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制器，该控制器能够代替现有技术中有缺陷的控制器。
根据一方面，提供了一种可安装在照明器壳体内的照明器控制器，该照明器控制器包括用于提供与环境光水平相关的信号的光传感器，其特征在于，该照明器控制器还包括具有光入口和光出口的光导，环境光可以通过光入口被接收，并且环境光通过光出口被导向光传感器。
根据另一方面，提供了一种用于控制照明器的方法，该照明器包括灯管和上述照明器控制器，其特征在于，该方法包括：将环境光经由光导传递至照明器控制器的光传感器，光传感器发射与环境光水平相关的信号，以及根据与环境光水平相关的信号来改变灯管的光强度。
根据又一方面，提供了一种以上述照明器控制器为特征的照明器。
根据再一方面，提供了一种包括上述照明器的路灯。
根据从属权利要求和下面的附图的描述，本发明的有利实施例将变得明显。
根据本发明，提供了：光传感器被设计成控制器的一部分，并且该控制器分配有设置有光入口和光出口的光导，环境光通过光入口被接收，并且环境光通过光出口可以到达光传感器。因此，光传感器可以被布置在照明器头部内部作为控制器的一部分，同时光导自身将环境光(以下也称为“光”)传输至光传感器。这会产生许多优点。特别地，根据本发明的具有集成光传感器的控制器的设计被简化，因为只需提供一个部件。根据需要，通过利用不同长度的光波导(例如，光纤波导)，控制器可以被灵活地安装于不同的照明器头部内。此外，如果光波导是柔性的，则可以容易地对用于提供光导与集成光传感器之间的最佳连接所需要的弯曲等进行调节。
通过摒弃外部光电传感器或光传感器单元，照明器头部的外部仅被轻微破坏，因为只需要为光导及其相关联的部件(例如，位于光导的光入口区域处的透镜)提供小开口。
优选地，在照明器壳体的开口处，光导的光入口设置有用于紧固光导的紧固装置。例如，紧固装置可以是设置有用于容纳光导的中央通道的螺钉装置，并且通过这种方式光导被安置(accommodate)在照明器壳体的开口中。
用于处理光传感器所产生的信号的相关联的装置由控制器提供，并且在控制器被安装之后处于操作位置，即，处于照明器头部内。光导仅最小程度地占用照明器头部的壳体上的可用空间。
有利地，光导在其光入口处具有优选地被设置有凸面的透镜，该透镜被连接至光导的上游使得透镜所收集的环境光进入光入口。即使补充使用透镜以使得有针对性地将环境光引导至光导，照明器头部表面的可用空间的减少也微不足道。
该透镜可以是凸透镜或其凸面在照明器头部表面上的平凸透镜。自然地，透镜的焦度(因而，焦距)被选择以使得被导向光导的光入口的光的量最佳。
例如，当透镜自身被布置在可安装至照明器头部的壳体的插座(socket)中并且光导被布置在与透镜相关联的容座(receptacle)中时，透镜自身也可以是光导的紧固装置的一部分。
可替代地，透镜和光导可以位于支架(holder)中以对环境光进行最佳引导。在这种情况下，透镜和光导以及透镜和光导所位于的支架在紧固装置内彼此匹配，紧固装置则被布置在照明器壳体或照明器头部的壁中。
控制器在照明器头部内部的定位便于实行，因为根据有利的改进光导被设计成柔性的，并且特别地为纤维波导。这里柔性光导被理解为可弯曲光导。
有利地，控制器具有容座，在照明器壳体内的操作位置处，光导的包括有光出口的端部被插入到容座中。例如，该容座可以被直接地紧固到控制器的板(其上还布置有光传感器)上，从而有助于控制器的紧凑设计。然而，容座还可以是控制器的壳体或控制器的光传感器部件的一部分。为了便于光导简单插入，容座可以被设计成对光导进行夹紧型紧固，从而使得在对光导进行装配期间，光导能够简单地插入到控制器的相关联的部件。
在控制器的有利实施例中，控制器设置有与通信网络进行通信的通信单元。这不仅使得来自一个控制器的光传感器的信号能够传递至其他控制器并用于对照明器组进行控制，而且能够考虑光传感器的信号来根据外界预先确定切换照明器的简况(profile)。
因为设置有根据本发明的设计的控制器对于多个照明器具有较大适应性，特别地，在街道照明领域具有较大适应性，因此更多照明器可以被选择性地适应于本地普遍的光水平或亮度条件。例如，当达到反映光传感器所测量的环境光水平或亮度的某一阈值时，控制器能够发射用于开启或关闭灯管的信号并相应地控制相关联的镇流器。
有利地，控制器具有用于发射调光信号的调光接口，调光信号可以是与来自光传感器的环境光水平或亮度信号相关的信号或者是根据与来自光传感器的环境光水平或亮度信号相关的信号来确定的。为此目的，控制器具有数据处理装置，来自光传感器的反映环境光水平或亮度的信号通过该数据处理装置被转化成调光信号。例如，环境光水平或亮度与调光信号或调光水平之间的功能相关性被存储在控制器中并且用于根据环境光水平或亮度来确定灯管的光强度。为此，光导的光出口必须被优选地布置成使得由光传感器所检测的光仅来自照明器的周围环境而不是来自照明器自身。光导的光入口位于照明器的光辐射方向的相反侧，特别地，在路灯的情况下，位于照明器头部的顶部。设置有相关联的存储器和/或微处理器装置用于存储并处理相关联的数据，并且相关联的数据还可以使用通信网络进行外部控制从而进行检查或更改。因此，控制器具有使用调光信号的调光接口，该调光信号可以例如根据诸如0-10V、1-10V或DALI之类的标准被相关联的镇流器所辨识。为了通信目的，根据本发明的控制器包括天线插口，特别地，借助于柔性电缆可以通过该天线插口连接天线。这还使得控制器能够在照明器头部进行更灵活的装配。替代地或另外地，控制器可以具有用于通信信号的其他通信接口，这些通信接口可以分别进行电缆连接或被施加至电源电缆。
根据本发明的控制器的光导可以具有可以用于滤除干扰光的集成上游和/或下游滤光器。特别地，例如，滤光器可以用于滤除红外光，这可以使得可见光的测量信号退化。
此外，多个光导或具有一个以上光入口的一个或多个光导可以被分配给光传感器。此外，还可以提供一个以上的光传感器，每个光传感器具有相关联的光导，光导的光入口位于照明器壳体的开口处。使用多个光入口(可替代地或另外地，这些光入口的光信号还可以由多个光传感器接收)使得控制器能够将不止一种可变环境光水平或亮度结合到光场景中。例如，不仅可以根据环境光水平或亮度(诸如日间和夜间亮度对灯管的亮度)来调节灯管的亮度，而且还可以通过控制器的合适控制软件对来自人造光源的横向进入光进行检测并且将其考虑在内。
通过一种用于控制照明器特别是路灯的灯管的方法也可以解决上述问题，其中，照明器具有灯管和上述控制器，并且其中，该方法的特征在于，来自照明器外部的光经由光导被传递至控制器的光传感器，并且控制器根据与环境光水平或亮度相关的信号来发射改变灯管的光强度的信号。
通过这种方法，相对于现有技术，对配备有光传感器的控制器的布置进行了改善。控制器可以更可变地布置在壳体内，而同时可以减小照明器头部表面所需要的空间。因此，可以根据环境光水平或亮度来控制更多的照明器。
优选地，控制器被设计成检查网络通信，并且，在网络通信中断的情况下，根据与环境光水平或亮度相关的信号来发射用于灯管的开启信号或关闭信号。这种类型的紧急方案对以其他方式集中控制和管理的路灯特别有用。对通信网络的检查可以基于公知例程和以下预定假设：控制器或相关联的接口单元具有调节系统，当网络故障或不存在时，该调节系统生成适当的信号。例如，这可以是符合ZigBee标准的调节系统，使得控制器可以是ZigBee网络的一部分。[ZigBee是ZigBee联盟的商标，该ZigBee联盟针对个人局域网络基于IEEE802标准提供了一套使用小型低功率数字无线电的高层通信协议的规范。ZigBee在射频(RF)应用中特别有用，在RF应用中要求数据速率低、电池寿命长和网络安全，并且需要来自传感器或其他输入设备的周期性或间歇性数据传输或单个信号传输]。
也可以在网络故障的情况下通过适应环境光水平或亮度来设置所需要的路灯的亮度，因为控制器将用于控制(即，对灯管的基于环境光水平或亮度的操作)的必要信号传递至镇流器。在一个高度集成的变型中，控制器可以包含镇流器自身，所以与镇流器进行通信的适当的接口可以被省略。在没有网络的情况下，当达到或超过预定阈值时，灯管会被开启或关闭。
除了开启和关闭之外，优选地根据与环境光水平或亮度相关的信号确定控制器的调光信号。这里，调光信号被理解为导致了介于极端值“灯管关闭”和“灯管所具有的最大亮度”之间的光强度的信号。为此，具有合适设置的程序可以被存储在控制器中或/或合适的电路可以被设置在控制器中。例如，使用剪切-清除功能(aclear-cutfunction)将来自光传感器的信号指定为所需要的调光水平或灯管所需要的亮度。所需的亮度或消极地用公式表示的(negativelyformulated)所需要的调光水平则可以经由调光接口被发射至镇流器。
在根据本发明的方法的有利改进中，该方法的特征在于，为了校准光传感器，在外部预定的时间点(特别地，在灯管开启的时刻)记录光传感器的测量值，并且该测量值被用作新的参考值。这使得由于光传感器的老化造成的误差得到校正。可以使用来自外部的网络命令来实现根据本发明的方法步骤或者可以在预先编程的时刻进行该方法步骤。新参考值定义了例如开启阈值以用于将开启信号发射至照明器的镇流器。
可替代地或另外地，安装了控制器之后用于开启的开启阈值可以借助于控制软件来改变，特别地通过例如无线电链路的无线电方式来改变。控制软件可以是路灯管理软件或可用于维护目的的程序的一部分，并且优选地，控制软件可以经由无线电链路与控制器通信以改变存储在控制器中的值和功能从而控制输出至镇流器的信号。这使得维护简单，现场维护人员可以检查和调整控制器，而无需直接接触照明器头部中的控制器。
最后，通过具有上述或下述控制器的路灯也可以实现开始处所限定的目的。路灯或相关联的联网街道照明系统也可以具有上述或下述优势，特别地，根据本发明装备或操作的路灯很少会出现外表受损。
附图说明
以下附图中示意性地示出了本发明的示例性实施例，其中：
图1示出了根据本发明的路灯；
图2示出了图1中的路灯的照明器头部的局部剖视图；
图3示出了根据本发明的照明器控制器的框图；
图4示出了根据本发明的照明器控制器；
图5示出了根据图4的光导和透镜的布置；以及
图6示出了根据图4的光导的安装。
具体实施方式
下述示例性实施例的单个技术特征还可以与在这些示例性实施例前所描述的示例性实施例以及独立权利要求和从属权利要求的特征相结合以提供根据本发明的附加主题。
在下面的描述中，具有相同功能的元件设置有相同的附图标记。
将针对特定实施例参考某些附图对本发明进行描述，但本发明并非局限于此。所描述的附图仅为示意性的，而并非限制性的。在附图中，为了示意性目的，可能夸大了某些元件的尺寸并且未按比例进行绘制。
图1示出了路灯，其包括具有上端2的灯杆1，照明器壳体以照明器头部3的形式被安装至上端2。根据本发明的控制器按照下面将更详细描述的那样被集成在照明器头部3内。照明器头部3还可以被布置在灯杆1的上端2下方的杆臂(未示出)处。
在图2中对照明器头部3进行了更详细的描述。照明器头部3具有由电子镇流器(未示出)操作的灯管4。电子镇流器和相关联的电源的控制是通过根据本发明的控制器6进行调节的，该控制器6被安装于照明器壳体的局部区域7内的底面8上，并且具有例如根据DINEN60529的IP67或IP68的IP防护等级。天线电缆9从控制器6引至位于鲨鱼鳍状整流罩11内部的天线12。该整流罩11与壁共同42实现了根据IP66的防护等级，整流罩11因而紧紧地坐置在壁42中。除美学方面之外，整流罩11的特定外部形状还具有对天线12的保护功能。然而，整流罩11也可以按照其他方式进行设计并且与其中使用了控制器6的路灯的特定设计相适应。柔性光导13将透镜14所收集的光(环境光)传递至控制器6。透镜14被布置在照明器头部3相对于平坦安装表面的顶部。柔性光导13具有在其各个端部处布置的光入口和光出口。
优选地，透镜14或光导13的光入口被布置在照明器头部的顶部。在其他情况下，布置在照明器头部的其他位置(例如，布置向下朝向或侧向朝向的光入口)也同样是有利的。例如，如果要检测黎明和黄昏，或者必须将来自体育馆照明设备的横向进入光从剩余环境光水平或亮度中分解出来，则所述透镜和与其相关联的光导可以适当地位于照明器头部内部的其他位置。特别地，通过使用多个光入口，可以使用适用于在多个光入口情况下进行操作的控制器软件来使得控制器或照明器适应各自的环境。
为了确保控制器6的布置可变，壳体配备有紧固选项(fasteningoptions)以允许控制器6进行可变安装。除了采用底板15被安装在照明器头部的底面8上之外，控制器还可以被安装至与底板15成一定角度的表面。因此，图2还示出了控制器6'的替代布置，该布置具有光导13'和天线电缆9'，其中，控制器6'被有效地安装成相对于底面8呈大约90°。自然地，光导13'和天线电缆9'适用于替代布置。
使用柔性光导13使得控制器在照明器头部内能够根据可用空间条件进行不同的定位或布置，而不存在任何问题。照明器头部的顶部部分16仍然非常自由并且不受影响。特别地，这适合于配置有天线12的控制器，不同于图2所示的实施例中的控制器，配置有天线12的该控制器沿着例如向上或向下的任意合适的方向凸出照明器头部仅如同薄电缆。此外，在照明器头部的壁由诸如塑料材料的非金属材料制成的情况下，天线可以被设置在照明器头部的内部。
图3示出了根据本发明的控制器6的各个功能单元的框图。
根据本发明的控制器6具有传感器处理器单元17，该传感器处理器单元17能够对来自光传感器18和温度传感器19的信号进行处理。经处理的信号被传递至中央处理器单元21，该中央处理器单元21代表控制器的核心，特别地，包括切换和调光逻辑、测量和校验逻辑以及配置和校准逻辑。
因此，来自测量单元22的信号也被发送至中央处理器单元21，测量单元22用于对施加于控制器的电负载进行测量。用于操作调光接口24的调光单元23则受中央处理器单元21的控制。该控制可以依照DALI标准或介于1伏特与10伏特之间(称为1至10V)的信号电平。中央处理器单元21还对电力开关24进行控制，该电力开关24用于接通或断开到达负载的主电力线。
通信单元26也受到中央处理器单元21的控制，该通信单元26经由天线27与网络进行通信。
过压保护装置28用于保护控制器6，该过压保护装置28被布置于测量单元22与主连接29之间。
图4示出了根据本发明功能相同的另一控制器6的示例性实施例。根据图4的控制器6大体上具有由两部分组成的控制器壳体，包括使用接合元件31紧固至上壳体部分32的底板15。由于接合元件31。上壳体部分32可被快速地配合底板15。在大体上由底板15和上壳体部分32形成的壳体的边缘区域中，紧固区域33被设置成将控制器6紧固至照明器头部(未示出)内。紧固区33域包括凹部，这些凹部至少部分地由壳体包围，并且紧固元件(特别地，采用螺钉形式的紧固元件)可以穿过这些凹部以如图2所示将控制器6紧固至诸如底面8的安装表面。
为了使控制器6更好地适应于各种不同的安装条件，紧固区域33不仅被设置在底板15上，而且还被设置在沿着控制器6的侧面延伸的壁34上。该壁34可以与底板15或上壳体部分32整体地形成为一体。在本示例性实施例中，不位于壁34中的紧固区域33由底板15和上壳体部分32共同形成。
控制器6的各个接口被设置为终端条(terminalstrips)36。特别地，当控制器6已经被安装在照明器头部内的合适位置时，相关联的电缆(未示出)可以便利地被紧固至终端条36。
天线插口37被用于连接至天线电缆38或直接地连接至天线12。所示出的类似于天线电缆38中断的光导13可以经由上壳体部分32中的凹部39使该光导13的具有光入口的下端部插入到下面将更详细描述的容座中。
如图5所示，在光导13的端部处，布置有具有凸起外表面的透镜14，该透镜14通过使用紧固装置41可与光导13一起以密封方式紧固到照明器头部的上壁42(图2)中。透镜可以由玻璃或具有适当的折射率的合适的塑料材料制成以将光引到光导内。
为达到此目的，光导的上端具有被直接紧固在透镜14下方的密封环，紧固装置41所施加的力使得密封环可以环绕(hug)壁42，并且因此将壁42中用于容纳透镜14的凹部与照明器头部外的环境隔开。
透镜14还具有用于容纳光导的光入口的容座(图5中未示出)。在图5中，光出口43位于光导13的下端。
光导本身设置有光学芯，该光学芯的直径介于1mm至2mm之间并且具有直径为1.5mm至3mm的护套(jacket)。优选地，该护套由聚乙烯组成。优选地，光导由丙烯酸纤维制成。然而，可以理解的是，光导也可以由玻璃制成，而护套可以由任何合适的塑料材料制成。
图6还示出了光导13的具有光出口43的下端，该光出口43可以被沿着由线44表示的方向插入到容座46的一部分49内从而被紧固在合适的位置。例如，可以使用蘑菇状插头将容座本身安装到板48上，板48之上设置有光传感器47。容座46可以被设计为使得部分49内侧略微呈锥形，以钳住光导从而直接固定光导13。可选地或另外地，紧固装置也可用于光导的附加固定。
本文所使用的紧固装置可以包括螺钉、螺栓、干涉配合插头和突出部、蘑菇状的插头等。应当理解的是，其它形式的紧固装置也可以用于将控制器6安装到照明器头部3内。
应当容易理解的是，本发明并不限于本文所描述的具体实施例，并且落入本发明的范围之内的其他实施例也是可能的。
Claims (23)
1.一种可安装在照明器壳体内的照明器控制器(6)，所述照明器控制器包括用于提供与环境光水平相关的信号的至少一个光传感器(47)，其特征在于，所述照明器控制器还包括至少一个光导(13)，每个光导(13)具有光入口和光出口(43)，环境光可以通过所述光入口被接收，并且环境光通过所述光出口(43)被导向所述至少一个光传感器(47)。
2.根据权利要求1所述的照明器控制器，其特征在于，每个光入口设置有用于将所述光导紧固到所述照明器壳体的开口中的紧固装置(41)。
3.根据权利要求1或2所述的照明器控制器，其特征在于，每个光导(13)包括光波导。
4.根据权利要求3所述的照明器控制器，其特征在于，所述光波导包括光纤波导。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明器控制器，其特征在于，所述光导(13)是柔性的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明器控制器，其特征在于，所述光导(13)包括用于滤除干扰光的至少一个滤光器。
7.根据权利要求6所述的照明器控制器，其特征在于，所述至少一个滤光器包括红外滤光器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明器控制器，其特征在于，所述照明器控制器还包括容座(46，49)，所述光导(13)的所述光出口(43)被插入所述容座(46，49)中。
9.根据权利要求8所述的照明器控制器，其特征在于，所述照明器控制器还包括板(48)，所述板(48)上安装有所述容座(46)和所述光传感器(47)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明器控制器，其特征在于，在所述光导(13)的所述光入口处设置有透镜(14)使得所述透镜(14)所收集的环境光被导向所述光入口内。
11.根据权利要求10所述的照明器控制器，其特征在于，所述透镜(14)具有凸面。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明器控制器，其特征在于，所述照明器控制器(6)还包括用于与通信网络进行通信的通信单元(26)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明器控制器，其特征在于，所述照明器控制器(6)还包括调光接口(24)，该调光接口(24)用于发射根据所述环境光水平所确定的调光信号。
14.一种用于控制照明器的方法，所述照明器包括灯管(4)和根据前述权利要求中任一项所述的照明器控制器(6)，其特征在于，所述方法包括：将环境光经由光导(13)传递至所述照明器控制器(6)的光传感器(47)，所述光传感器(47)发射与环境光水平相关的信号，以及根据与所述环境光水平相关的所述信号来改变所述灯管(4)的光强度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述照明器控制器(6)包括用于与通信网络进行通信的通信单元(26)，其特征在于，所述方法还包括：检查网络通信，以及在网络通信中断的情况下，根据与所述环境光水平相关的所述信号来发射用于所述灯管(4)的开启信号或关闭信号。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述照明器控制器(6)还包括调光接口(24)，所述调光接口(24)用于发送根据所述环境光水平所确定的调光信号，其特征在于，所述方法还包括根据所述环境光水平确定调光信号。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用所述光传感器(47)在预定时间点所记录的测量值来校准所述光传感器(47)。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述预定时间点包括所述灯管(4)被开启的时刻，并且使用所述光传感器(47)在开启时刻的测量值作为新的参考值。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在安装所述照明器控制器(6)后，调节用于反映环境光水平的开启阈值。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：使用控制软件对所述用于反映环境光水平的所述开启阈值进行调节。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用无线电链路对所述控制软件进行更新。
22.一种照明器，其特征在于，根据权利要求1至13中任一项所述的照明器控制器。
22.一种路灯，所述路灯包括根据权利要求21所述的照明器。
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