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Die
Erfindung betrifft eine Steuerung für ein Tor oder dergleichen,
insbesondere ein Garagentor, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb für ein derartiges
Tor oder dergleichen gemäß Patentanspruch
8.
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Aufgrund
der heutzutage immer mehr automatisierten Gegenstände wird
der Verbrauch von elektrischer Energie immer größer. Dieses trifft auch für Steuerungen
von Toren oder dergleichen insbesondere von Garagentoren zu, da
diese ein Netzteil mit einem Netztransformator beinhalten, der eine große Verlustleistung
produziert. Der Gebrauch derartiger Steuerungen für Tore oder
dergleichen, insbesondere Garagentore, ist auf einen geringen Zeitraum
begrenzt. Nur während
der Öffnungs-
und der Schließphase
derartiger Tore wird die Steuerung benötigt. Da heutzutage an den
Steuerungen in der Regel auch noch eine Beleuchtungseinheit vorhanden ist,
muss zu der reinen Fahrzeit des Tores oder dergleichen, während des Öffnungs-
und Schließvorganges,
noch eine Nachzeit, die in der Regel bei den Antrieben einstellbar
ist, für
die Beleuchtung hinzugerechnet werden. Da dieses Zeitfenster praktisch
nur im Minutenbereich liegt, sind während der übrigen Zeit das Netzteil und
damit der Transformator stets aktiviert. Diese bedeutet, dass enorme
Verlustleistungen erzeugt werden, die neben Wärme auch einen hohen Verbrauchswert
mit sich bringen.
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Es
ist deshalb Aufgabe der Erfindung, diese Verlustleistungen herabzusetzen
bzw. zu eliminieren.
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Gelöst wir die
Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit einem
Verfahren gemäß des Anspruches
8.
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Es
wird bei der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen dass innerhalb
der Steuerung ein Akku vorhanden ist, der quasi nur während der
Einschaltphasen, d. h. während
des Öffnens
und Schließens des
Tores oder dergleichen, insbesondere des Garagentores über einen
Laderegler geladen wird.
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Bei
einer ersten Inbetriebnahme eines derartigen Tores oder dergleichen über die
Steuerung ist es notwendig, dass beispielsweise für den noch
nicht geladenen Akku eine Möglichkeit
zum Laden dadurch geschaffen wird, dass auch bei einem Nichtbetrieb
des Tores das Netzteil für
einen begrenzten Zeitraum entsprechend aktiviert wird. Eine derartige
Aktivierung kann beispielsweise über
einen Taster geschehen. Sobald der Controller feststellt, dass der Laderegler
den Akku entsprechend lädt,
wird sowohl der Controller, als auch ein HF-Empfänger, als auch ein Netzrelais
mit entsprechender Spannung versorgt. Aufgrund der innerhalb des
Controllers abgelegen Programme wird das Netzrelais aktiviert und
die Betätigung
des Tasters kann wieder aufgehoben werden. Durch die Betätigung des
Netzrelais für
einen einstellbaren bestimmten Zeitraum, der abhängig ist von der Größe des Akkus,
wird eine Lademöglichkeit über den
Laderegler über
den Akku geschaffen. Sobald jedoch der Ladezustand des Akkus einen
bestimmten Level erreicht hat, schaltet der Controller das Netzrelais
wieder ab. Eine derartige vor beschriebene Vorgehensweise ist auch
dann notwendig, wenn beispielsweise aufgrund von Außerbetriebnahmen
der Akku tief entladen werden ist.
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Im
normalen Betrieb überwacht
der Controller den Ladezustand des Akkus durch ein Programm permanent.
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Bei
jeder Betätigung
des Tores oder dergleichen, d. h. sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen und
der hinzukommenden Zeit für
die Beleuchtung des Raumes über
den Antrieb wird über
das Netzteil in Verbindung mit dem Laderegler der Akku nachgeladen.
So ist es möglich,
dass bei einer regelmäßigen Betätigung des
Antriebes der Akku immer ausreichend aufgeladen ist.
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Durch
die Verwendung eines Netzrelais, das vorzugsweise ein elektronisches
Relais bzw. ein bistabiles Relais ist, wird sichergestellt, dass
durch den Befehl des Controllers die Verbindung zu dem Netzteil
im nicht benutzten Zeitraum des Antriebes unterbrochen wird. So
entsteht keine Verlustleistung, was zu einer Reduzierung der Kosten
führt.
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Der
Controller, der HF-Empfänger
und das Netzrelais werden jedoch auch im nicht benutzen Zustand
von dem Akku mit entsprechender Spannung versorgt. Dieses ist deshalb
wichtig, da insbesondere in dem Controller in unterschiedlichen
Speichern verschiedene Programme abgelegt sind, die bei einer Aktivierung
beispielsweise durch einen Handsender über den HF-Empfänger oder
durch einen Schaltimpuls in Form eines Tasters oder dergleichen
mit der notwendigen Spannung versorgt werden müssen.
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Bei
einem regelmäßigen Betrieb
des Antriebes wird durch diese vor beschriebene Maßnahme der
Akku immer ausreichend aufgeladen. Wird beispielsweise nach einem
längeren
Stillstand der Ladezustand des Akkus niedriger, so erkennt der Controller
diesen niedrigeren Ladezustand anhand der fallenden Akkuspannung
und kalkuliert den Ladezustand gleichzeitig anhand von Lade- und
Entladezeiten durch den vorhergehenden Betrieb. Nur in diesem Falle,
wo die Akkuspannung unter einen bestimmten Wert sinkt, schaltet
der Controller selbst das Netzrelais zum Wiederaufladen des Akkus
ein. Die Höhe
des Ladezustandes, ab der eine zusätzliche Aufladung stattfindet
kann programmiert bzw. eingestellt werden. Ebenso ist der Zeitraum
für die Nachladung über das
Netzteil program mierbar bzw. einstellbar, um den Ladezeitraum so
klein wie möglich
zu halten, um so Energie zu sparen.
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Wird
ein oberer Grenzwert erreicht, so wird auch wieder automatisch das
Netzrelais abgeschaltet und der Controller rechnet mit den gespeicherten Werten
hinsichtlich der nächsten
Betätigung
des Tores mit einer weiteren Ladung über den Laderegler ausschließlich während des
Betriebes des Tores oder dergleichen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines möglichen schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1:
Ein Blockschaltbild in schematischer Ausführung für eine Steuerung eines Tores
oder dergleichen, insbesondere ein Garagentor;
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2:
ein Flussdiagramm für
eine Überwachung
eines Akkumulators.
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Das
in der 1 wiedergegebenen Blockschaltbild einer Steuerung
für ein
Tor oder dergleichen, insbesondere ein Garagentor, weist einen Netzanschluss 3 auf,
der zu einem Netztransformator 1 führt. Im Anschluss an den Netztransformator 1 ist ein
Netzteil 2 dargestellt, das einseitig an einer Masseverbindung 10 angeschlossen
ist. Die andere Seite des Netzteiles 2 ist über eine
elektrische Verbindung 6 in Fortführung einer elektrischen Verbindung 8 mit einem
Laderegler 9 und gleichzeitig in Fortführung einer elektrischen Verbindung 7 mit
einer Motoransteuerung 5 verbunden. Die Motoransteuerung 5 ist über elektrische
Verbindungen 17 und 18 mit einem Motor 4 verschaltet.
Dabei ist die Motoransteuerung 5 an einer Masseverbindung 10 ebenfalls
angeschlossen. Von der Motoransteuerung 5 geht eine elektrische Verbindung 14 zu
einem Controller 16. Über
die elektrische Verbindung 14 wird zum Einen der Motorstrom
gemessen und darüber
hinaus auch die Position des Tores oder dergleichen festgestellt.
Von dem Controller 16 ist eine Verbindung 15 zu
der Motoransteuerung 5 vorhanden, über die die Richtung, d. h. entweder Öffnen oder
Schließen
des Tores oder dergleichen und gleichzeitig auch die Geschwindigkeit, mit
der der Motor 4 den Öffnungs-
bzw. Schließvorgang
durchführen
soll, von dem Controller 16 vorgegeben.
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Der
Controller 16 kann beispielsweise durch ein Startsignal,
das über
eine Verbindung 23 manuell gegeben wird, eine Aktivierung
der Motoransteuerung 5 durchführen.
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Es
ist jedoch auch möglich,
dass mittels eines nicht dargestellt Handsenders über eine
Antenne 19 ein HF-Empfänger 20 aktiviert
wird, der über
eine elektrische Verbindung 22 dem Controller 16 den
Befehl erteilt, die Motoransteuerung 5 über die elektrische Verbindung 15 zu
aktivieren.
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Der
Laderegler 9 ist elektrisch über eine Verbindung 11 mit
einem Akku 13 verbunden. Der Akku 13 ist andererseits
mit der Masse 10 verbunden. Durch den Laderegler 9 wird
der Akku 13 nur dann geladen, wenn das Netzteil 2 eingeschaltet
ist. Dieses ist zum Einen der Öffnungs-
bzw. Schließvorgang des
Tores oder dergleichen und deren Nachleuchtzeit, die durch eine
entsprechende Beleuchtung des Antriebes erfolgt. Während der
anderen normalen, nicht benutzen Zeiten, wird der Akku 13 nicht
geladen. In dieser zeit werden aber alle notwendigen Module mit
Spannung versorgt. Um jedoch sicherzustellen, dass der Akku 13 mit
seinem Ladezustand nicht unter einem bestimmten Level absinkt, der
normalerweise bei regelmäßiger Betätigung des
Antriebes ausreichend sein würde,
ist eine Verbindung 12 vorhanden, die zu dem Controller 16 von
dem Akku 13 führt.
Hierüber
kann der Controller 16 feststellen, wie hoch der Ladezustand
des Akkus 13 ist. Gleichzeitig erkennt der Controller 16 einen
Lade zustand, der unter einem bestimmten Level liegt, anhand der
fallenden Akkuspannung und kalkuliert den Ladezustand daraufhin
weiter anhand von gespeicherten Lade- und Entladezeiten aus der
Vergangenheit. Sollte es so sein, dass der Controller 16 feststellt,
dass der Ladezustand des Akkus 13 nicht ausreichend ist,
so wird über
die elektrische Verbindung 25 ein Netzrelais 24,
das innerhalb einer der Netzanschlüsse 3 zwischengeschaltet
ist, aktiviert. Durch die Betätigung
des Netzrelais 24, das als elektronisches Relais, vorzugsweise
als bistabiles Relais ausgeführt ist,
wird das Netzteil 2 aktiviert.
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Durch
diese Schaltungsmaßnahme
ist es möglich,
dass die Versorgungsspannung, die über die Verbindung 21 zu
dem Controller 16, dem HF-Empfänger 20 und
dem Netzrelais 24 durchgeschaltet ist, stets auf einem
sicheren Level gehalten wird. Gleichzeitig überwacht der Controller 16 auch noch über eine
Verbindung 38, die von dem Laderegler 9 zu dem
Controller 16 führt,
den Ladevorgang des Akkus 13.
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Ein
Ablaufschema, welches innerhalb des Controllers 16 in einem
nicht flüchtigen
Speicher abgelegt ist, zeigt die 2 in Form
eines Flussdiagramms. Durch einen Startbefehl 23 wird der
Controller 16 aktiviert. Es findet im Anschluss an den
Startbefehl 23 eine Messung des Ladezustandes 26 und gleichzeitig
auch eine Kalkulation zum Ladezustand des Akkus 13 statt. Über einen
daraus generierten Befehl 27 in Form einer Information
wird der Ladezustand des Akkus 13 mit einem unteren Grenzwert 28 festgestellt.
Ist dieser Grenzwert 28 kleiner als der gespeicherte Grenzwert,
so wird über
einen Befehl 29 der Ladevorgang für den Akku 13 aktiviert.
Dieses geschieht dadurch, dass durch einen Befehl 31 das Netzrelais 24 eingeschaltet
wird. Im Anschluss daran wird über
einen Befehl der Ladezustand weiter gemessen und gleichzeitig auch
kalkuliert, was über
die Verbindung 12 mittels des Controllers 16 durchgeführt wird.
Erreicht der Ladezustand einen oberen Grenzwert 33, so
wird über
den Befehl 35 eine Abschaltung des Netzrelais 24 mittels
eines Befehles 36 durchge führt. Im Anschluss daran wird
nach dem Befehl 36 eine weitere permanente Überwachung
des Ladezustandes über
den Controller 16 durchgeführt.
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Ist
jedoch der Ladezustand mit seinem oberen Grenzwert 33 noch
nicht erreicht, so wird eine Rückmeldung 34 generiert,
die eine weitere Aktivierung des Befehles 31 durchführt. Somit
wird sichergestellt, dass der Ladevorgang erst dann durch das Netzrelais 24 unterbrochen
wird, wenn eine Obergrenze 33 als Ladezustand für den Akku 13 erreicht ist.
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Wenn
der Ladezustand noch keinen unteren Grenzwert 28 erreicht
hat, so wird ein Befehl 30 zur Überwachung des Ladezustandes 26 weiterhin
aufrechterhalten.
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Die
Kapazität
des Akkus bestimmt sich nach dem elektrischen Verbrauch innerhalb
der Steuerung.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird sichergestellt, dass sowohl der Controller 16,
der HF-Empfänger 20 und
das Netzrelais 24 stets mit einer Spannungsversorgung 21 über den
Akku 13 versorgt werden. Gleichzeitig ist aber auch sichergestellt,
dass eine derartige Steuerung für
ein Tor oder dergleichen, insbesondere ein Garagentor, keine hohen
Verlustleistungen erzeugt werden.
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- 1
- Netztransformator
- 2
- Netzteil
- 3
- Netzanschluss
- 4
- Motor
- 5
- Motoransteuerung
- 6
- elektrische
Verbindung
- 7
- elektrische
Verbindung
- 8
- elektrische
Verbindung
- 9
- Laderegler
- 10
- Masse
- 11
- elektrische
Verbindung
- 12
- elektrische
Verbindung (Überwachung
Ladezustand)
- 13
- Akku
- 14
- elektrische
Verbindung
- 15
- elektrische
Verbindung
- 16
- Controller
- 17
- elektrische
Verbindung
- 18
- elektrische
Verbindung
- 19
- Antenne
- 20
- HF-Empfänger
- 21
- Spannungsversorgung
- 22
- elektrische
Verbindung
- 23
- Start
- 24
- Netzrelais
- 25
- Inbetriebnahme
- 26
- Ladezustandsmessung
- 27
- Information
- 28
- untere
Grenze Ladezustand
- 29
- Befehl
Laden
- 30
- Befehl
Ladezustand überwachen
- 31
- Befehl
Netzrelais einschalten
- 32
- Ladezustand
kontrollieren
- 33
- obere
Grenze Ladezustand
- 34
- Rückmeldung
- 35
- Ladezustand
voll
- 36
- Befehl
Netzrelais abschalten
- 37
- Befehl Überwachung
- 38
- elektrische
Verbindung