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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsanlage.
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In der Druckschrift
DE 101 63 958 A1 ist offenbart, die Beleuchtungsvorrichtung zeitabhängig und in Abhängigkeit von einem Ereignis außerhalb der Beleuchtungsanlage zu steuern, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Witterungslage. Allerdings ist nicht beschrieben, eine Steuerung abhängig von einem Ereignis innerhalb der Beleuchtungsanlage durchzuführen. Damit ist aber auch nicht offenbart, dass eine Steuerung abhängig von einem Ereignis innerhalb und außerhalb der Beleuchtungsanlage erfolgt.
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Auch in den Druckschriften
US 2004/0240890 A1 ,
WO 2008/029326 A2 ,
US 2006/0197474 A1 und
DE 10 2006 019 145 A1 ist keine ereignisabhängige Steuerung beschrieben, die ein Ereignis innerhalb und außerhalb der Beleuchtungsanlage berücksichtigt.
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In den Druckschriften
US 2004/0240890 A1 ,
WO 2008/029326 A2 und
DE 10 2006 019 145 A1 sind zur ereignisabhängigen Steuerung der Beleuchtungsanlage nur Ereignisse außerhalb der Beleuchtungsanlage wie Änderung der Umgebungstemperatur oder der natürlichen Umgebungsbeleuchtung, Klang oder Musik, menschliche oder andere Bewegung genannt. Ereignisse innerhalb der Beleuchtungsanlage, die für die Steuerung relevant sein könnten, sind nicht erwähnt.
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Aus der Druckschrift
US 2006/0197474 A1 geht hervor, die Beleuchtungsanlage entweder durch ein Ereignis außerhalb der Beleuchtungsanlage oder durch ein Ereignis innerhalb der Beleuchtungsanlage zu steuern. Eine Kombination eines Ereignisses innerhalb der Beleuchtungsanlage mit einem Ereignis außerhalb der Beleuchtungsanlage ist also nicht vorgesehen.
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Beleuchtungsanlagen, wie sie vorliegend beschrieben sind, finden besonderen Einsatz als Lichtwände an Häuserfassaden, beispielsweise zur Erzeugung von Lichteffekten.
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Bisher erfolgt die Steuerung der Beleuchtungseinheit einer derartigen Beleuchtungsanlage entweder ereignisorientiert oder zeitbasiert. Bei der ereignisorientierten Steuerung wird der Betriebszustand der Beleuchtungseinheit geändert, wenn ein bestimmtes Ereignis eintritt. Beispielsweise kann eine Beleuchtungseinheit erst dann eingeschaltet werden, wenn die Umgebungshelligkeit einen bestimmten Grenzwert unterschreitet (wenn/dann-Regel). Bei der zeitbasierten Steuerung erfolgt die Steuerung der Beleuchtungseinheit nach einem vorgegebenen zeitlichen Ablaufplan, gemäß welchem zu verschiedenen Zeitpunkten verschiedene Zeitfenster aufgerufen werden können. Beispielsweise kann die Beleuchtungseinheit zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb eines bestimmten Zeitfensters eingeschaltet werden.
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Bei der bisherigen Steuerung werden keine komplexeren Zusammenhänge berücksichtigt. Beispielsweise kann der Fall auftreten, dass innerhalb des Zeitfensters, in welchem die Beleuchtungseinheit normalerweise eingeschaltet wird, die Umgebungshelligkeit einen bestimmten Grenzwert noch nicht unterschritten hat. Trotzdem wird in diesem Fall bei der zeitbasierten Steuerung die Beleuchtungseinheit eingeschaltet, wenngleich dies nicht notwendig wäre.
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Daher besteht eine zu lösende Aufgabe darin, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsanlage anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungsanlage wird der Betriebszustand von Leuchtmitteln mittels einer Steuereinheit der Beleuchtungsanlage zeitabhängig und ereignisabhängig gesteuert, wobei die Steuereinheit bei der ereignisabhängigen Steuerung auf ein Ereignis innerhalb und außerhalb der Beleuchtungsanlage zugreift. Insbesondere umfasst die Beleuchtungsanlage neben der Steuereinheit eine Beleuchtungseinheit, die eine Mehrzahl von Leuchtmitteln aufweist.
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Vorteilhafterweise können durch eine kombinierte zeitabhängige und ereignisabhängige Steuerung der Beleuchtungsanlage komplexere Zusammenhänge berücksichtigt werden als dies bei alleiniger zeitabhängiger oder ereignisabhängiger Steuerung der Fall ist.
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Typischerweise greift die Steuereinheit bei der zeitabhängigen Steuerung auf einen vorgegebenen zeitlichen Ablaufplan zu. Der zeitliche Ablaufplan kann beispielsweise durch die Uhrzeit oder den Kalender bestimmt sein. So kann der Betriebszustand der Leuchtmittel in relativ kleinen Zeitintervallen geändert werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der Tageszeit. Jedoch ist eine Änderung auch in relativ großen Zeitintervallen möglich, beispielsweise in Abhängigkeit von der Jahreszeit. Die Dauer des geänderten Betriebszustands kann durch ein vorgegebenes Zeitfenster bestimmt werden. Der zeitliche Ablaufplan umfasst insbesondere verschieden große Zeitfenster, die zu verschiedenen Zeitpunkten aufgerufen werden.
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Vorzugsweise wird der ereignisabhängigen Steuerung eine Ereignisliste zugrunde gelegt. Diese umfasst mit Vorteil voneinander unabhängige Ereignisse. Die Ereignisse können innerhalb und außerhalb der Beleuchtungsanlage auftreten.
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Beispielsweise kann ein Ereignis außerhalb der Beleuchtungsanlage das Auftreten einer vorgegebenen Umgebungshelligkeit oder einer vorgegebenen Umgebungstemperatur sein. Ein Ereignis innerhalb der Beleuchtungsanlage kann das Auftreten einer vorgegebenen Temperatur der Leuchtmittel sein.
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Es ist nicht notwendig, dass jedes Ereignis mit einem bestimmten Zeitfenster verknüpft wird. Vielmehr können Steuerbefehle auch zeitunabhängig, jedoch ereignisabhängig ausgegeben werden. Umgekehrt ist es möglich, dass Steuerbefehle ereignisunabhängig, jedoch zeitabhängig ausgeführt werden. Vorzugsweise wird aber zumindest ein Steuerbefehl zur Steuerung der Beleuchtungseinheit ereignis- und zeitabhängig durchgeführt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird zur Steuerung der Beleuchtungseinheit das Ereignis „Unterschreiten einer vorgegebenen Umgebungshelligkeit”, das außerhalb der Beleuchtungsanlage auftritt, mit einem Zeitfenster verknüpft, innerhalb welchem die Beleuchtungseinheit eingeschaltet wird. Durch die Verknüpfung von Ereignis und Zeitfenster werden die Leuchtmittel innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters bei Unterschreiten der vorgegebenen Umgebungshelligkeit eingeschaltet.
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Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens wird für die Steuerung der Beleuchtungsanlage ein weiteres Ereignis berücksichtigt, das von dem vorhergehend erwähnten Ereignis „Unterschreiten einer vorgegebenen Umgebungshelligkeit” unabhängig ist. Das weitere Ereignis kann ein Ereignis innerhalb der Beleuchtungslage sein wie zum Beispiel das Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur der Leuchtmittel. Insbesondere wird die Helligkeit aller Leuchtmittel reduziert, wenn die vorgegebene Temperatur bei einem Leuchtmittel überschritten wird. Vorteilhafterweise kann dadurch bei Überhitzung eines Leuchtmittels verhindert werden, dass ein Betrachter eine lokale Veränderung der Helligkeit in einem Teilbereich der Beleuchtungseinheit wahrnimmt. Die Änderung der Gesamthelligkeit ist für den Betrachter weniger auffällig als die lokale Veränderung der Helligkeit.
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Gemäß einer vorteilhaften Variante des Verfahrens werden die zeitabhängigen und ereignisabhängigen Abläufe visuell dargestellt. Insbesondere weist die Beleuchtungsanlage, in der das Verfahren durchgeführt wird, eine mit der Steuereinheit verbundene grafische Benutzeroberfläche auf, die zeit- und ereignisabhängige Steuerbefehle kombiniert in einem Dialogfenster für einen Benutzer darstellt. Dadurch kann der Benutzer leicht erkennen, in welchem Betriebszustand sich die Beleuchtungsanlage bedingt durch ein bestimmtes Ereignis oder ein bestimmtes Zeitfenster befindet. Ferner erleichtert die grafische Benutzeroberfläche dem Benutzer eine Neuprogrammierung der Beleuchtungsanlage.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Beleuchtungsanlage weist diese eine Sensoreinheit auf, die das mindestens eine Ereignis innerhalb und außerhalb der Beleuchtungsanlage erfasst. Insbesondere kann die Sensoreinheit zur Erfassung eines Ereignisses innerhalb und außerhalb der Beleuchtungsanlage eine Mehrzahl von Sensoren aufweisen.
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Zur Erfassung der Umgebungshelligkeit kann die Sensoreinheit beispielsweise mindestens eine Photodiode aufweisen. Weiterhin kann die Sensoreinheit zur Erfassung der Umgebungstemperatur oder der Temperatur der Leuchtmittel vorzugsweise mindestens einen Temperatursensor aufweisen. Insbesondere kann jeweils ein Temperatursensor an einem Leuchtmittel angeordnet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Beleuchtungsanlage weisen die Leuchtmittel jeweils mindestens ein Strahlung emittierendes Halbleiterbauelement auf. Beispielsweise kann jeweils ein Leuchtmittel aus mehreren Leuchtdioden gebildet sein, die auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind. Insbesondere umfasst ein Leuchtmittel eine rote, eine grüne und eine blaue Leuchtdiode. Es ist jedoch auch denkbar, andere Leuchtmittel wie Glüh- oder Halogenlampen, Entladungslampen oder Leuchtstofflampen zu verwenden.
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Eine Beleuchtungsanlage, deren Leuchtmittel Leuchtdioden aufweisen, ist vorteilhafterweise zur Darstellung eines großflächigen leuchtenden Bildes geeignet, wobei jedes Leuchtmittel einem Bildpunkt entspricht. Den Bildpunkten sind Farb- oder Helligkeitswerte zugeordnet. Der Betriebszustand eines Leuchtmittels kann durch die Farb- und Helligkeitswerte des Bildpunktes charakterisiert werden.
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Insbesondere sind den Leuchtmitteln Dimmer vorgeschaltet, um die Helligkeit der Leuchtmittel zu regulieren. Die Dimmer empfangen die Steuersignale von der Steuereinheit, setzen sie um und regeln die Stromzufuhr der Leuchtmittel.
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Vorzugsweise ist die Beleuchtungseinheit über ein serielles Datenprotokoll an die Steuereinheit angeschlossen. Mit Vorteil weist die Steuereinheit zur Steuerung der Beleuchtungseinheit mindestens einen DMX-Ausgang oder einen anderen zur Steuerung von Leuchtmitteln geeigneten Ausgang auf. „DMX” steht für das digitale Steuerprotokoll „Digital Multiplex”. DMX kann bei der Datenübertragung vorteilhafterweise eine große Störsicherheit gewährleisten. Da DMX jedoch ein unidirektionales Signal ist, können die Leuchtmittel keine Informationen über ihren Betriebszustand, beispielsweise ihre aktuelle Temperatur, an die Steuereinheit zurücksenden.
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Ist jedoch für die ereignisabhängige Steuerung die Erfassung eines Ereignisses innerhalb der Beleuchtungsanlage, insbesondere innerhalb der Beleuchtungseinheit, gewünscht, so kann eine bidirektionale Datenverbindung zwischen der Steuereinheit und der Beleuchtungseinheit vorgesehen sein. Beispielsweise ist für eine bidirektionale Kommunikation eine RDM-taugliche DMX-Verbindung zwischen der Steuereinheit und der Beleuchtungseinheit geeignet. „RDM” bezeichnet hierbei den offenen Standard „Remote Device Management”.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den folgenden Erläuterungen in Verbindung mit den 1 bis 3.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Beleuchtungsanlage gemäß der Erfindung,
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2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer grafischen Benutzeroberfläche gemäß der Erfindung,
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3 eine schematische Darstellung herkömmlicher Steuerungen einer Beleuchtungsanlage.
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In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die in 1 dargestellte Beleuchtungsanlage 1 umfasst eine Steuereinheit 2 und eine Beleuchtungseinheit 3. Die Beleuchtungseinheit 3 weist mehrere Gruppen 4 von Leuchtmitteln auf. Durch die Punkte wird angedeutet, dass die Beleuchtungseinheit 3 mehr als die vier dargestellten Gruppen 4 von Leuchtmitteln aufweisen kann. Beispielsweise kann eine Gruppe 4 von Leuchtmitteln 170 Leuchtmittel umfassen.
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Die Leuchtmittel können jeweils mindestens ein Strahlung emittierendes Halbleiterbauelement aufweisen. Insbesondere kann jedes Leuchtmittel aus einer begrenzten Anzahl verschiedenfarbiger Leuchtdioden, beispielsweise einer roten, grünen und blauen LED, gebildet sein, die in Summe weißes Licht abstrahlen. Die Leuchtdioden eines Leuchtmittels sind mit Vorteil auf einer gemeinsamen Platine angeordnet und über diese elektrisch angeschlossen. Soll die Beleuchtungseinheit 3 zur Darstellung eines leuchtenden Bildes verwendet werden, so kann jedes Leuchtmittel einen Bildpunkt darstellen.
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Jedes Leuchtmittel kann einen Sensor aufweisen, der den Betriebszustand des Leuchtmittels 4 erfasst. Beispielsweise kann der Sensor ein Temperatursensor sein, der die aktuelle Temperatur des Leuchtmittels 4 erfasst.
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Zwischen der Steuereinheit 2 und der Beleuchtungseinheit 3 sind Datenverbindungen 8 vorgesehen. Insbesondere ist jede Gruppe 4 von Leuchtmitteln über eine derartige Datenverbindung 8 mit der Steuereinheit 2 verbunden. Die Verbindung 8 ist vorzugsweise eine bidirektionale Datenverbindung, die serielle Datensignale überträgt. Beispielsweise kann die Verbindung 8 eine RDM-taugliche DMX-Verbindung sein. Hierbei wird bei der Übertragung des seriellen Datensignals an jedem Leuchtmittel die Zahl der Bytes aus dem seriellen Datensignal entnommen, die zur Ansteuerung des Leuchtmittels benötigt werden. Die restlichen Bytes werden im Ausgang weitergegeben. Eine Gruppe von Leuchtmitteln mit vorzugsweise 170 Leuchtdioden, die über eine DMX-Datenverbindung mit 512 zu steuernden Kanälen an das Steuergerät angeschlossen ist, wird als DMX-Universum bezeichnet.
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Mit Vorteil umfasst die Steuereinheit 2 eine zentrale Steuereinrichtung 5 und mindestens ein Steuergerät 6. Durch die Punkte wird angedeutet, dass in der Steuereinheit 2 mehrere Steuergeräte 6 vorgesehen sein können.
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Insbesondere werden mehrere Leuchtmittel, insbesondere ein oder zwei DMX-Universen, durch ein gemeinsames Steuergerät 6 gesteuert, wobei jeweils eine Gruppe 4 von Leuchtmitteln über eine Datenverbindung 8 an das Steuergerät 6 angeschlossen ist.
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Die Steuergeräte 6 sind wiederum jeweils über eine Datenverbindung 7 an die zentrale Steuereinrichtung 5 angeschlossen und stellen somit ein Bindeglied zwischen der zentralen Steuereinrichtung 5 und der Beleuchtungseinheit 3 dar.
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Die Datenverbindung 7 zwischen Steuergerät 6 und zentraler Steuereinrichtung 5 ist insbesondere eine bidirektionale Datenverbindung, beispielsweise eine Ethernet-Verbindung. So können Steuersignale von der zentralen Steuereinrichtung 5 an die Steuergeräte 6 übertragen werden. Umgekehrt können die Steuergeräte 6 die von den Leuchtmitteln empfangenen Betriebszustandsdaten an die zentrale Steuereinrichtung 5 übertragen.
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Die zentrale Steuereinrichtung 5 kann beispielsweise ein Steuercomputer sein. Als Steuergerät 6 wird mit Vorteil ein Gerät verwendet, das die von der zentralen Steuereinrichtung 5 empfangenen Signale in 512 Byte-DMX-Signale umwandelt.
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Wie bereits erwähnt, kann die Beleuchtungsanlage 1 zur Erfassung interner Ereignisse, beispielsweise der aktuellen Temperatur der Leuchtmittel, die dafür vorgesehenen Sensoren aufweisen. Darüber hinaus kann die Beleuchtungsanlage 1 mit mindestens einem Sensor 11 zur Erfassung externer Ereignisse, beispielsweise der Umgebungshelligkeit oder der Umgebungstemperatur, ausgerüstet sein. Zusammen bilden die Sensoren der Beleuchtungseinheit 3 und der Sensor 11 die Sensoreinheit der Beleuchtungsanlage 1.
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Die vom Sensor 11 ermittelten Daten können über die zwischen dem Sensor 11 und der Steuereinheit 2 bestehende Verbindung 12 an die Steuereinheit 2 übermittelt werden.
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Weiterhin ist in der Beleuchtungsanlage 1 eine grafische Benutzeroberfläche 9 vorgesehen, die über eine Verbindung 10 an die Steuereinheit 2 angeschlossen ist. Die grafische Benutzeroberfläche 9 ermöglicht zum einen die Visualisierung der Steuerungsprozesse. Hierdurch kann der Benutzer erkennen, welche Ereignisse und Zeitfenster zu einer Änderung des Betriebszustands der Beleuchtungseinheit 3 führen. Ferner kann der Benutzer über die grafische Benutzeroberfläche 9 eine Änderung an den Steuerungsprozessen vornehmen. Die grafische Benutzeroberfläche 9 ist in 2 detaillierter dargestellt und wird in Verbindung mit 2 näher erläutert.
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Die in 1 dargestellte Beleuchtungsanlage 1 kann mittels eines Verfahrens betrieben werden, bei welchem der Betriebszustand der Leuchtmittel der Beleuchtungseinheit 3 mittels der Steuereinheit 2 zeitabhängig und ereignisabhängig gesteuert wird.
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Mittels der Datenverbindung 8 können serielle Steuersignale von der Steuereinheit 2, insbesondere von einem Steuergerät 6, an die jeweilige Gruppe 4 von Leuchtmitteln übertragen werden.
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Bei einer ereignisabhängigen Steuerung, wobei Ereignisse innerhalb der Beleuchtungsanlage 1, vorzugsweise in der Beleuchtungseinheit 3, berücksichtigt werden, kann der Betriebszustand der Leuchtmittel über die jeweilige Datenverbindung 8 an die Steuereinheit 2, insbesondere das entsprechende Steuergerät 6, übermittelt werden. Weiterhin können die Steuergeräte 6 die empfangenen Betriebszustandsdaten mittels der jeweiligen Datenverbindung 7 an die zentrale Steuereinrichtung 5 übertragen. Ist aufgrund der aktuellen Betriebszustandsdaten eine Änderung gewünscht, so kann ein entsprechender Steuerbefehl von der zentralen Steuereinrichtung 5 an das jeweilige Steuergerät 6 geschickt werden. Soll der Betriebszustand aller Leuchtmittel geändert werden, so wird der Steuerbefehl an alle Steuergeräte 6 ausgegeben.
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Bei einer ereignisabhängigen Steuerung, wobei Ereignisse außerhalb der Beleuchtungsanlage 1 berücksichtigt werden, können die von dem Sensor 11 erfassten Daten einer Steuerung der Beleuchtungseinheit 3 zugrunde gelegt werden. Insbesondere werden die von dem Sensor 11 erfassten Daten mittels der Datenverbindung 12 an die zentrale Steuereinrichtung 5 übertragen. Diese formuliert entsprechende Steuerbefehle, die an die Beleuchtungseinheit 3 zur Steuerung der Leuchtmittel übermittelt werden.
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Ferner kann eine Steuerung der Leuchtmittel durch eine Verknüpfung von Ereignissen erfolgen, die innerhalb und außerhalb der Beleuchtungsanlage 1 stattfinden. Weiterhin können die Ereignisse mit einem zeitlichen Ablaufplan verknüpft werden. Diese Operationen werden in der Steuereinheit 2 durchgeführt.
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2 veranschaulicht die zeit- und ereignisabhängige Steuerung anhand von Symbolen S1 und S2, die durch die grafische Benutzeroberfläche 10 visualisiert werden. Das Symbol S1 steht für ein Ereignis, das Symbol S2 für ein Zeitfenster. Der Pfeil t stellt die zeitliche Entwicklung t mit den verschiedenen Zeitpunkten t1, t2 und t3 dar. Zu den verschiedenen Zeitpunkten t1, t2 und t3 werden verschieden große Zeitfenster S2 aufgerufen. Der Pfeil E stellt die Ereignisliste mit den Ereignissen E1, E2 und E3 dar. Insbesondere sind die Ereignisse E1, E2 und E3 voneinander unabhängige Ereignisse, die untereinander oder mit den verschiedenen Zeitfenstern S2 beliebig verknüpft werden können.
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Durch die Ereignisse S1 oder die Zeitfenster S2, die zu verschiedenen Zeitpunkten t aufgerufen werden, können verschiedene Steuerbefehle A1, A2, A3, A4 oder A5 ausgelöst werden. Die Steuerbefehle A1, A2, A3, A4 oder A5 beinhalten beispielsweise das Einschalten der Beleuchtungseinheit, das Ausschalten der Beleuchtungseinheit, die Verringerung oder Erhöhung der Gesamthelligkeit der Beleuchtungseinheit. Auch die Änderung des Farbeindrucks kann einen Steuerbefehl darstellen.
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Wie aus 2 hervorgeht, werden die Steuerbefehle A1 und A4 allein durch bestimmte Zeitfenster S2 ausgelöst und sind ereignisunabhängig. Hingegen werden die Steuerbefehle A2, A3 und A5 nur ausgeführt, wenn innerhalb der vorgegebenen Zeitfenster S2 ein bestimmtes Ereignis S1 stattfindet. Ferner ist es möglich, dass Steuerbefehle nur durch bestimmte Ereignisse ausgelöst werden und zeitunabhängig sind (nicht dargestellt).
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3 zeigt im Vergleich zur erfindungsgemäßen Steuerung eine herkömmliche Steuerung, die entweder ereignisabhängig oder zeitabhängig ist.
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So wird bei der ereignisabhängigen Steuerung der Steuerbefehl A1 ausgelöst, wenn das Ereignis E1 eintritt. Entsprechend werden die Steuerbefehle A2 und A3 ausgeführt, wenn die Ereignisse E2 und E3 stattfinden.
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Bei der zeitabhängigen Steuerung werden die Steuerbefehle A1 und A2 nur durchgeführt, wenn die entsprechenden Zeitfenster S2 aufgerufen werden.
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Eine Kombination von Ereignissen und Zeitfenstern ist mittels der herkömmlichen Steuerung nicht möglich.