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Die
Erfindung betrifft ein Helligkeitssteuerungsschaltungsanordnung
für ein
Leuchtmittel unter Verwendung eines Leistungsstellers, der über eine Schaltzustandsauswertungseinrichtung
angesteuert wird und entweder kurzzeitig einen zuletzt eingestellten
Leuchtwert bzw. den maximalen Leuchtwert am Leuchtmittel einstellt
oder einen langsamen manuellen Dimmvorgang des Leuchtmittels einleitet.
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Die
einfachste Lösung
zur Steuerung der Helligkeit eines Leuchtmittels ist dessen unmittelbares
Zu- bzw. Abschalten. Damit kann das Leuchtmittel innerhalb einer
kurzen Zeit mit einem Maximalleuchtwert beaufschlagt werden, der
sich ohne weiteres wieder auf Null reduzieren lässt. Diese Ansteuermethode
ermöglicht
aber keine Leuchtwerte des Leuchtmittels, die zwischen diesen beiden
Extremwerten liegen. Dies ist aber aus beleuchtungs- bzw. energietechnischen
Gründen
oft notwendig bzw. wünschenswert.
Deshalb wurden Steuermittel, auch Leistungssteller genannt, entwickelt,
die den Leuchtwert von Leuchtmitteln dimmen, d.h. der erzeugte Leuchtwert
des Leuchtmittels wird durch die Betätigung des dem Steuermittel
zugehörigen
Stellgliedes entsprechend seiner Betätigung variiert. Eine solche Steuerung
der Helligkeit einer Lampe z.B. durch Berühren eines Sensors ist dem
Fachmann aus der Patentschrift
DE 37 36 222 C2 bekannt. Der Dimmvorgang
selber sollte aber allmählich
ablaufen, da sonst der gewünschte
Helligkeitswert leicht „überfahren" oder nicht exakt
eingestellt werden kann. Dies bedarf aber dann einer längeren Zeitdauer
zum Einstellen des gewünschten
Leuchtwertes.
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Deshalb
wurde nach einer Kombination dieser beiden Ansteuerarten für ein Leuchtmittel
gesucht. In dem Gebrauchsmuster
DE 296 15 087 U1 werden unterschiedliche
Modi, wie Dimmermodus, Haltemodus und Maximalwertansteuerung durch Aus-
und Einschaltvorgänge
des Lampenschalters erzielt. Die Offenlegungsschrift
DE 100 39 069 A1 dagegen
enthält
ein Steuergerät
zur Helligkeitssteuerung einer Leuchte, das drei Stellbereiche unterscheidet,
die „nacheinander
durchfahren" werden.
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Weiterhin
besteht die Möglichkeit
der Steuerung des Leuchtmittels in den beiden genannten Ansteuerarten
durch die Auswertung eines definierten Betätigungs-Zeitfensters, wobei zwischen einer kurzen
Betätigungsdauer
und einer langen Betätigungsdauer
des Betätigungsmittels
unterschieden wird. Erkennt das Steuermittel also eine kurze Betätigungsdauer,
wird das Leuchtmittel ein- bzw. ausgeschaltet, und bei einer langen
Betätigungsdauer
wird der Dimmvorgang eingeleitet. Die Offenlegungsschrift
DE 198 12 555 A1 zeigt
eine mögliche
Realisierung dieser Steuerung einer Lichtquelle.
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Oft
besteht aber der Bedarf, einen Leuchtwert des Leuchtmittels, der
vorab eingestellt wurde, später
wieder zu verwenden. Dazu enthalten Steuermittel zusätzlich einen
Speicher für
die Abspeicherung des zuletzt eingestellten Leuchtwertes, so dass dieser
durch eine z.B. kurze Betätigung
des Betätigungsmittels
mit dem Einschalten des Leuchtmittels wieder eingestellt wird. Soll
aber nun statt dieses gespeicherten Wertes ein Maximalwert eingestellt
werden, so ist erst der Dimmvorgang zu aktivieren und der Maximalwert
durch einen längeren
allmählichen Ansteuerprozess
einzustellen, wobei sich das exakte Einstellen des Maximalwertes
als relativ schwierig gestaltet. Dies wird in der Patentschrift
DE 199 17 091 C1 dadurch
beschleunigt, dass zwischen einem stetigen Dimmen und einem sprunghaften
Dimmen unterschieden wird, wobei die Umschaltung zwischen den beiden
Dimmarten noch recht langwierig ist.
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Es
besteht deshalb die Aufgabe, eine Helligkeitssteuerungsschaltungsanordnung
für ein Leuchtmittel
zu schaffen, die auch bei der vorrangigen Bereitstellung des zuletzt
eingestellten Leuchtwertes in kurzer Zeit den maximalen Leuchtwert
des Leuchtmittels zur Verfügung
stellt und jeder Zeit einen Dimmvorgang gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen gegeben.
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Demnach
sieht die Erfindung eine Helligkeitssteuerungsschaltungsanordnung
für ein Leuchtmittel
vor, die aus einem Bedienelement mit zwei Schaltzuständen „betätigt" und „nicht
betätigt", aus einer dem Bedienelement
nachgeordneten Schaltzustandsauswertungseinrichtung, die sowohl die
Betätigungszeit
t als auch eine Schaltfolge f des Bedienelementes erfasst und zwischen
den beiden Schaltzuständen „Schalten" und „Dimmen" unterscheidet, und
aus einem Leistungssteller am Ausgang der Schaltzustandsauswertungseinrichtung, wobei
dem Leistungssteller ein Speicher, der einen zuletzt eingestellten
Leuchtwert Mmem und den maximalen Leuchtwert
Mmax enthält, beigeordnet ist, besteht,
wobei am Ausgang des Leistungsstellers das Leuchtmittel angeordnet
ist. Dabei unterscheidet die Schaltzustandsauswertungseinrichtung
zwischen den beiden Schaltzuständen „Schalten" und „Dimmen", wobei eine Betätigungszeit
ts, die kleiner als eine Zeit tk ist,
dem Schaltzustand „Schalten" entspricht, eine
längere
Betätigungszeit
tl, wobei die Betätigungszeit tl größer als
die Zeit tk ist, den Schaltzustand „Dimmen" signalisiert und
innerhalb einer Zeit tv eine weitere Betätigung des
Bedienelementes durch die Schaltzustandsauswertungseinrichtung erfasst
werden kann. Der Leistungssteller wiederum realisiert eine steile „Schaltrampe" zur schnellen Einstellung
des Leuchtwertes über
die Betätigungszeit
ts und eine flachere „Dimmrampe" zur manuellen Einstellung des Leuchtwertes über die
Betätigungszeit
tl, wobei mit dem Schaltzustand „Schalten" die steile Schaltrampe
und mit dem Schaltzustand „Dimmen" die flachere Dimmrampe
erzeugt wird. Nur beim Einschalten des Leuchtmittels mit der Betätigungszeit
ts greift der Leistungssteller auf den zuletzt
eingestellten Leuchtwert Mmem zu und stellt
diesen Leuchtwert dem Leuchtmittel bereit. Stets, wenn innerhalb
der Zeit tv eine weitere Betätigung des
Bedienelementes durch die Schaltzustandsauswertungseinrichtung erfasst
wird, entnimmt der Leistungssteller den maximalen Leuchtwert Mmax aus dem Speicher und steuert damit das
Leuchtmittel über
die steile Schaltrampe an.
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Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
liegt vor, wenn die Zeit tv eine konstante
Zeit ist. Es bietet sich aber auch an, diese Zeit tv als
variable Zeit zu definieren. Diese kann nämlich dann der Zeit entsprechen, die
der der Leistungssteller unter Verwendung der steilen Schaltrampe
benötigt,
um entweder ausgehend vom Auszustand des Leuchtmittels den zuletzt eingestellten
Leuchtwert Mmem oder ausgehend von einem
aktuell eingestellten Leuchtwert Makt den
Auszustand des Leuchtmittels zu erreichen.
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Weiterhin
erweist es sich als zweckmäßig, dass
ausgenommen beim Einschalten des Leuchtmittels, der Leistungssteller
jede Betätigungszeit
ts ohne Erfassung einer weiteren Betätigung des
Betätigungselementes
durch die Schaltzustandsauswertungseinrichtung als Ausschaltsignal
erkennt und dabei spätestens
jetzt den über
den zuletzt durchgeführten
Dimmvorgang aktuell eingestellten Leuchtwert Makt dem
Speicher als neuen zuletzt eingestellten Leuchtwert Mmem übergibt
und das Leuchtmittel ausschaltet.
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Aber
auch kann im Speicher statt des maximalen Leuchtwertes Mmax ein anderer definierter Leuchtwert Mx gespeichert sein, auf den damit in kurzer
Zeit durch eine weitere Betätigung
des Betätigungselementes
innerhalb der Zeit tv zugegriffen werden
kann.
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Um
eine Fehlbedienung ausschließen
zu können,
bietet sich an, die Betätigungszeit
ts größer als
eine Störunterdrückungszeit
tst zu wählen.
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Eine
kostengünstige
oder komfortable Variante wird realisiert, wenn das Bedienelement
als Taster oder als Betätigungssensor
ausgeführt
ist.
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Mit
einer solchen Gestaltung der Helligkeitssteuerungsschaltungsanordnung
ist es möglich,
trotz der vorrangigen Bereitstellung des zuletzt eingestellten Leuchtwertes
Mmem mit dem Einschalten des Leuchtmittels
den maximalen Leuchtwert Mmax oder einen
anderen, definierten Leuchtwert Mx in sehr
kurzer Zeit mit einer Art „Doppelklick" zur Verfügung zu stellen.
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Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigen:
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1:
Blockschaltbild der Helligkeitssteuerungsschaltungsanordnung
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2:
Zeitdiagramm von Schaltvorgängen
I bis VII
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Die
in 1 dargestellte Helligkeitssteuerungsschaltungsanordnung
für ein
Leuchtmittel 5 enthält
ein Bedienelement 1, das die Schaltzustände „betätigt" und „nicht betätigt" zulässt,
wie dies z.B. ein Taster oder ein Betätigungssensor gewährleistet,
so dass, so lange das Bedienelement 1 gedrückt wird, dieses
ein Signal erzeugt und beim Loslassen des Bedienelementes 1 dieses
wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, in der kein Signal
abgegeben wird. Diesem Bedienelement 1 ist eine Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 zur
Erfassung sowohl der Betätigungszeit
t als auch der Schaltfolge f nachgeordnet, wobei diese aus der Betätigungszeit
t die beiden Schaltzustände „Schalten" und „Dimmen" ableitet. Dies bedeutet,
dass eine Betätigungszeit
ts, die kleiner als eine Zeit tk ist,
dem Schaltzustand „Schalten" und eine Betätigungszeit
tl, die größer als die Zeit tk ist,
dem Schaltzustand „Dimmen" entsprechen. Innerhalb
einer Zeit tv kann die Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 eine
weitere Betätigung des
Be dienelementes 1 erfassen. Diese Zeit tv kann entweder
konstant als auch variabel sein. Ist diese Zeit variabel, so entspricht
sie der Zeit, die der Leistungssteller 3 unter Verwendung
der steilen Schaltrampe benötigt,
um entweder ausgehend vom Auszustand des Leuchtmittels 5 den
zuletzt eingestellten Leuchtwert Mmem oder
ausgehend von einem aktuell eingestellten Leuchtwert Makt den
Auszustand des Leuchtmittels 5 zu erreichen. Diese Signale
am Ausgang der Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 dienen
schließlich
zur Ansteuerung des nachgeordneten Leistungsstellers 3,
der den Schaltzustand „Schalten" dadurch realisiert,
dass dieser über
eine steile Schaltrampe den Leuchtwert in sehr kurzer Zeit bereitstellt,
und beim Schaltzustand „Dimmen" eine flache Dimmrampe,
die eine manuelle Einstellung ermöglicht, verwendet. Wie aus
der 1 ersichtlich, ist dem Leistungssteller 3 ein
Speicher 4 beigeordnet, wobei in diesem Speicher 4 wenigstens
sowohl der zuletzt eingestellt Leuchtwert Mmem als
auch der maximale Leuchtwert Mmax enthalten
sind. Dabei greift der Leistungssteller 3 nur beim Einschalten
des Leuchtmittels 5 mit einer Betätigungszeit ts auf
den Speicherwert Mmem zu. Wird dagegen innerhalb
der Zeit tv eine weitere Betätigung des
Bedienelementes 1 durch die Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 festgestellt,
dann greift der Leistungssteller 3 auf den Speicherwert
Mmax zu, um diesen für das Leuchtmittel 5,
das am Ausgang des Leistungssteller 3 vorgesehen ist, bereitzustellen.
Das bedeutet also für
den Einschaltvorgang des Leuchtmittels 5, dass durch eine
einmalige kurze Betätigung
dieses auf den zuletzt eingestellten Leuchtwert Mmem,
der vor dem Ausschalten des Leuchtmittels 5 eingestellt
war, wieder eingestellt wird. Dagegen bewirkt eine Art „Doppelklick", also eine kurze
zweimalige Betätigung
des Bedienelementes 1, dass das Leuchtmittel sofort mit dem
maximalen Leuchtwert Mmax beaufschlagt wird. Hierfür ist es
zunächst
unerheblich wie groß die
Betätigungszeit
der erneuten, zweiten Betätigung
ist, solange diese größer als
eine Störunterdrückungszeit
tst < ts ist und die erneute, zweite Betätigung innerhalb
der Zeit tv beginnt. Wird aber das Bedienelement 1 länger betätigt, ist
also die Betätigungszeit
tl größer als
die Zeit tk, dann erfolgt ein Dimmen, eine kontinuierliche
Leuchtwertänderung,
des Leuchtmittels 5 auf einen Leuchtwert, der durch den
Bediener selbst bestimmt wird.
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Wie
bereits ausgeführt,
wird nur beim Einschalten des Leuchtmittels 5 mit der Betätigungszeit ts der zuletzt eingestellt Leuchtwert Mmem bereitgestellt. Ist aber das Leuchtmittel 5 in
Betrieb, dann verursacht eine kurzzeitige Betätigung ts des
Bedienelementes 1 das Ausschalten des Leuchtmittels 5,
wobei der aktuell eingestellte Leuchtwert im Speicher 4 hinterlegt
wird und den neuen Leuchtwert Mmem bildet. Der
aktuell eingestell te Leuchtwert kann aber auch bereits jeweils am
Ende einer Betätigung
des Bedienelementes 1 mit einer Betätigungszeit tl,
die größer ist
als tk, also am Ende einer durch den Bediener
bestimmten Leuchtwertänderung,
dem Speicher 4 als zuletzt eingestellter Leuchtwert Mmem übergeben
werden.
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Weiterhin
bietet sich an, statt des maximalen Leuchtwertes Mmax einen
anderen beliebigen Leuchtwert Mx im Speicher
abzulegen, der dann nach dem „Doppelklick" eingestellt wird.
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Schließlich sollte
durch die Helligkeitssteuerungsschaltungsanordnung auch eine Fehlbedienung
ausgeschlossen werden, so dass alle Betätigungszeiten die kleiner als
eine Störunterdrückungszeit
tst < ts sind, durch die Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 nicht
berücksichtigt
werden.
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An
Hand der 2 sollen verschiedene Schaltzustände der
Helligkeitssteuerungsschaltungsanordnung nochmals erläutert werden.
In der Ausgangssituation ist das Leuchtmittel 5 ausgeschaltet
und im Speicher 4 ist der zuletzt eingestellte Leuchtwert
Mmem gespeichert. Der Schaltvorgang 1 wird
durch eine Betätigung
des Bedienelementes 1 mit einer Betätigungszeit ts eingeleitet,
die die Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 erkennt
und an den Leistungsteller 3 die Information „Einschalten des
Leuchtmittel 5'' mit der steilen
Schaltrampe auf dem im Speicher 4 zuletzt gespeicherten
Leuchtwert Mmem gibt. Dieser Leuchtwert
wird gehalten, bis wiederum eine Betätigung des Bedienelementes 1 für eine Betätigungszeit
ts > tst erfolgt, was der Schaltvorgang II zeigt.
Diese „erste" Betätigung im
Schaltvorgang II wird durch die Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 vorerst
als Ausschaltimpuls interpretiert, d.h. die steile Schaltrampe ist
abwärts
zum Ausschalten des Leuchtmittels 5 gerichtet. Da aber
innerhalb der Zeit tv eine weitere, „zweite" Betätigung des Bedienelementes 1 erfolgt,
faktisch also eine Art „Doppelklick" vorliegt, wird der
Leistungssteller 3 aufgefordert, den maximalen Leuchtwert
Mmax aus dem Speicher 4 zu entnehmen
und diesen über
eine steile Schaltrampe am Leuchtmittel 5 einzustellen.
Der Schaltvorgang III wird durch eine Betätigung des Bedienelementes 1 über eine
Betätigungszeit
tl, die größer als die Zeit tk ist,
eingeleitet. Die Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 erkennt,
dass nun ein manuelles Dimmers vorgesehen ist und der Leistungssteller 3 fährt den
Leuchtwert kontinuierlich mit einer flachen Dimmrampe „runter" und wieder „hoch", bis der gewünschte Leuchtwert
am Leuchtmittel 5 eingestellt ist, wobei aus bedientechnischen
Gründen
der niedrigste Leuchtwert Mmin vorteilhafter
Weise nicht „Null" ist. Im Schaltvorgang
IV erfolgt eine kurzzeitige Betätigung
des Bedienelementes 1 für
eine Betätigungszeit
ts > tst. Diese Betätigung wird durch die Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 als
Ausschaltsignal erkannt und der Leistungsteller schaltet das Leuchtmittel 5 mit
einer steilen Schaltrampe aus, wobei der zuletzt eingestellte Leuchtwert
Makt als neuer zuletzt eingestellter Leuchtwert
Mmem im Speicher 4 hinterlegt wurde.
Im Schaltvorgang V erfolgt innerhalb der Zeit tv eine
erste Betätigung
mit der Betätigungszeit
ts und anschließend eine weitere Betätigung des
Bedienelementes 1. Die Schaltzustandsauswertungseinrichtung 2 erkennt
eine Art „Doppelklick" und der aus dem
Speicher 4 entnommene maximale Leuchtwert Mmax wird
mit einer steilen Schaltrampe am Leuchtmittel 5 durch den
Leistungssteller 3 eingestellt. Der Schaltvorgang VI enthält nur eine
kurze Betätigung
des Bedienelementes 1 für
die Betätigungszeit
ts > tst, so dass das Leuchtmittel 5 ausgeschaltet
wird. Schließlich
wird mit Schaltvorgang VII das Bedienelement für eine Zeit tl betätigt, die
länger
als die Zeit tk ist. Eine manuelle Einstellung des
Leuchtwertes am Leuchtmittel 5 beginnt, was mit einer flachen
Dimmrampe erfolgt. Zu der 2 ist noch
festzustellen, dass die steile Schaltrampe entgegen der grafischen
Darstellung viel steiler verläuft, so
dass ein sanftes „Schalten" wahrgenommen wird, und
die flache Dimmrampe im Verlauf viel flacher ist, um eben eine exakte
manuelle Einstellung zu ermöglichen.