DE102009017671B4 - Steuerungssystem und Verfahren zur Helligkeitssteuerung sowie Beleuchtungssystem - Google Patents

Steuerungssystem und Verfahren zur Helligkeitssteuerung sowie Beleuchtungssystem Download PDF

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Abstract

Steuerungssystem zur Helligkeitssteuerung mindestens einer Leuchtdiode LED, aufweisend
– eine steuerbare Schalteinheit (3) zum schaltbaren Verbinden der mindestens einen LED (6) mit mindestens einer Stromquelle (7, 7a, 7b, 7c) und
– eine Steuerungseinheit (2), ausgebildet um
– mindestens einen Helligkeitswert für die mindestens eine LED (6, 6a, 6b, 6c) zu empfangen,
– mindestens zwei dem Helligkeitswert zugeordnete, unterschiedliche Pulsmuster aus einer Menge vordefinierter Pulsmuster zu ermitteln, wobei die mindestens zwei Pulsmuster eine identische Einschaltdauer und eine sich voneinander unterscheidende Pulsdauer und/oder Pulsfrequenz aufweisen und
– die ermittelten Pulsmuster an die Schalteinheit (3) zu übertragen, um die mindestens eine LED (6, 6a, 6b, 6c) mit den ermittelten Pulsmustern zu steuern.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem zur Helligkeitssteuerung mindestens einer Leuchtdiode (LED) und ein entsprechendes Verfahren hierzu.
  • LEDs finden seit geraumer Zeit vielfältige Anwendung in der Technik. Insbesondere aufgrund der hohen Lebensdauer und im Vergleich zu herkömmlichen Leuchten deutlich höheren Effizienz werden LEDs nunmehr auch vermehrt für Beleuchtungsanwendungen oder in Anzeigegeräten eingesetzt.
  • Insbesondere bei der Anwendung zur Beleuchtung ist jedoch regelmäßig eine Steuerung der Helligkeit der LED erforderlich. Auch bei Beleuchtungsanwendungen mit regelbarer Lichtfarbe unter Verwendung von LEDs ist einer Helligkeitssteuerung erforderlich, da die Lichtfarbe üblicherweise über die Helligkeit mehrerer, sich additiv ergänzender LEDs eingestellt wird.
  • Die Helligkeit von LEDs kann bspw. über den zugeführten Strom geregelt werden. Da eine solche Stromregelung jedoch sehr aufwendig ist, finden daneben vielfach gepulste Betriebsarten, wie bspw. Pulsweitenmodulationen (PWM), Anwendung.
  • Nachteilig bei einem Pulsbetrieb ist es jedoch, dass insbesondere bei niedrigen Helligkeiten oftmals ein wahrnehmbares, regelmäßiges Flackern bzw. ein Jitter auftritt, welches insbesondere dann störend wirkt, wenn mehrere LEDs gleichzeitig betrieben werden oder wenn die LED mobil, bspw. in Kraftfahrzeugen, eingesetzt ist.
  • Die DE 10 2005 011 503 B3 offenbart ein Verfahren zur Bitangle-Modulation von Leuchtmitteln, wie bspw. LEDs. Um bei einer minimalen Rechenleistung besonders gleichmäßige Übergänge zwischen verschiedenen Helligkeitsstufen zu schaffen, schlägt die DE 10 2005 011 503 B3 vor, die Muster der Bitangle-Modulation zweimal symmetrisch in jeder Periode gespiegelt anzuordnen. Die im Übergang zwischen verschiedenen Dimmstufen zusammenfallenden Zeitblöcke der Bitangle-Modulation sind somit zur Vermeidung von sichtbaren Störeffekten entzerrt angeordnet.
  • Die US 2008/0007497 A1 offenbart einen Steuerungsschaltkreis und ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung von LEDs für den Einsatz als Hintergrundbeleuchtung in Anzeigegeräten. Hierbei können optische Interferenzerscheinungen zwischen einem Schaltsignal und einem Synchronisationssignal auftreten. Die US 2008/0007497 A1 schlägt daher den Einsatz einer Sigma-Delta-Modulation vor, um die Steuersignale für mehrere LED-Stränge jeweils mit einem Rauschsignal zu kombinieren, so dass die Schaltpunkte der LEDs verschiedener LED-Stränge auseinanderfallen. Das Verfahren sorgt ferner für eine gleichmäßige Helligkeitsverteilung.
  • Druckschrift DE 10 2007 044 556 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung der farb- oder fotometrischen Eigenschaften einer LED-Beleuchtungseinrichtung. Aufgrund der Anpassung typischer Filmmaterialien für Filmaufnahmen auf Tages- oder Glühlampenlicht ist es erforderlich, die Lichtfarbe, Farbtemperatur oder den Farbort einer LED-Beleuchtungseinrichtung auf diese Materialien einzustellen und unabhängig von der Temperatur konstant zu halten. Hierzu ist bspw. ein Steuerungsprogramm vorgesehen, welches aus einem Speicher Kalibrierdaten für eine gegebene Helligkeit abfragt und somit die Dimmfaktoren der einzelnen LEDs jeder LED-Farbgruppe des Scheinwerfers entsprechend in Abhängigkeit der aktuellen Temperatur anpasst.
  • Es besteht daher die Aufgabe, ein Steuerungssystem zur Helligkeitssteuerung mindestens einer LED bereitzustellen, welches eine zuverlässige und einfache Helligkeitssteuerung erlaubt.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Steuerungssystem zur Helligkeitssteuerung nach Anspruch 1, ein Beleuchtungssystem nach Anspruch 5 und einem Verfahren zur Helligkeitssteuerung einer LED nach Anspruch 7. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Das Steuerungssystem gemäß der Erfindung weist mindestens eine steuerbare Schalteinheit zum schaltbaren Verbinden der mindestens einen LED mit mindestens einer Stromquelle sowie eine Steuerungseinheit auf.
  • Die Steuerungseinheit ist hierbei ausgebildet, um mindestens einen Helligkeitswert für die mindestens eine LED zu empfangen und mindestens zwei dem Helligkeitswert zugeordnete, unterschiedliche Pulsmuster aus einer Menge vordefinierter Pulsmuster zu ermitteln. Die ermittelten Pulsmuster werden an die Schalteinheit übertragen, um die mindestens eine LED mit den ermittelten Pulsmustern zu steuern.
  • Die Steuerung der mindestens einen LED mit mehreren unterschiedlichen Pulsmustern hat entscheidende Vorteile. Einerseits kann ein störendes regelmäßiges Flackern in vorteilhafter Weise vermieden werden, was bspw. bei üblichen Pulsmodulationen insbesondere bei niedriger Helligkeit auftritt. Des Weiteren erlaubt die Erfindung einen relativ einfachen und damit kostengünstigen Schaltungsaufbau, insbesondere, da entsprechend des jeweiligen Helligkeitswertes Pulsmuster aus einer Menge vordefinierter Pulsmuster ausgewählt werden, wodurch bspw. ein Aufbau in Digitaltechnik möglich ist.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Pulsmuster eine definierte zeitliche Abfolge eines oder mehrerer Pulse verstanden, um die mindestens eine LED entsprechend eines zugeordneten Helligkeitswertes zu steuern. Ein Pulsmuster kann somit bspw. eine Abfolge von unterschiedlichen Schaltzuständen, wie An/Aus, aufweisen. Bevorzugt ist das Pulsmuster digital und insbesondere bevorzugt binär, d. h. jedes Pulsmuster weist nur zwei definierte Schaltzustände auf, wodurch der benötigte Schaltungsaufwand weiter vorteilhaft reduziert ist.
  • Erfindungsgemäß erlaubt die Steuerungseinheit mindestens einen Helligkeitswert für die eine LED, bspw. über eine entsprechende Datenleitung oder eine manuelle Eingabe zu empfangen und zwei entsprechende, dem Helligkeitswert zugeordnete, unterschiedliche Pulsmuster aus einer Menge vordefinierter Pulsmuster zu ermitteln. Die ermittelten Pulsmuster werden an die Schalteinheit übertragen, um die mindestens eine LED mit den ermittelten Pulsmustern zu steuern, wie zuvor erwähnt.
  • Die Steuerungseinheit kann hierzu bspw. einen Mikrocontroller, einen geeigneten Prozessor, einen FPGA oder einen ASIC mit einer geeigneten Programmierung aufweisen. Alternativ kann die Steuerungseinheit durch einen Computer oder durch anderweitige geeignete elektrische oder elektronische Komponenten oder Schaltkreise gebildet sein.
  • Zum Empfang des mindestens einen Helligkeitswertes kann die Steuerungseinheit bspw. ein Netzwerkinterface aufweisen, um ein dem Helligkeitswert entsprechendes Signal über ein Computer-, Beleuchtungs- oder ein sonstiges Steuerungsnetzwerk zu empfangen. Alternativ oder ergänzend kann die Steuerungseinheit mit einer entsprechenden Bedieneinheit verbunden sein, um eine manuelle Eingabe des Helligkeitswertes zu ermöglichen. Der Helligkeitswert kann bspw. in Form einer analogen oder eine digitalen Größe dem System zugeführt werden. Naturgemäß kann die Steuerungseinheit auch zum parallelen Empfang mehrerer Helligkeitswerte ausgebildet sein, bspw. um mehrere LEDs parallel mit unterschiedlichen Helligkeiten zu steuern.
  • Erfindungsgemäß ermittelt die Steuerungseinheit mindestens zwei Pulsmuster aus einer Menge vordefinierter Pulsmuster entsprechend des zugeordneten Helligkeitswertes, d. h. jedem Helligkeitswert sind mindestens zwei Pulsmuster aus einer diskreten Menge definierter Pulsmuster zugeordnet. Die Anzahl der Pulsmuster der Menge ist nicht weiter eingeschränkt, allerdings ist die Zahl der Pulsmuster bevorzugt möglichst hoch, um eine möglichst feine Steuerung zu erlauben; zweckmäßig sind mindestens 255 vordefinierte Pulsmuster vorgesehen, was einer Wortbreite des Helligkeitswertes von 8 Bit entspricht. Bevorzugt sind mindestens 511 Pulsmuster vorgesehen, wodurch eine noch genauere Helligkeitssteuerung möglich ist. Für den Fall, dass der Helligkeitswert digital ist, sollte die Anzahl der Pulsmuster bevorzugt mindestens der doppelten Anzahl möglicher Helligkeitswerte entsprechen. Im Falle eines analogen Helligkeitswerts wird bevorzugt vorab eine Quantisierung durchgeführt, um dem jeweiligen Helligkeitswert die mindestens zwei Pulsmuster aus der diskreten Menge zuordnen zu können.
  • Erfindungsgemäß unterscheiden sich die zwei Pulsmuster voneinander durch eine unterschiedliche Pulsdauer und/oder Pausendauer, d. h. Pulsfrequenz. Die Einschaltdauer der Pulsmuster ist identisch. Insbesondere bevorzugt unterscheiden sich die Pulsmuster voneinander durch Pulsdauer und Pausendauer.
  • Die Steuerungseinheit ist zum Übertragen der Pulsmuster mindestens temporär mit der Schalteinheit über eine geeignete drahtgebundene oder drahtlose Verbindung verbunden.
  • Die steuerbare Schalteinheit ist erfindungsgemäß mindestens derart ausgebildet, dass die Verbindung der LED mit der Stromquelle und somit die Stromzufuhr der LED entsprechend des jeweilig ermittelten Pulsmusters gesteuert, bspw. moduliert werden kann. Die Schalteinheit kann hierzu bspw. einen oder mehrere FETs, MOSFETs oder ähnliche elektrische oder elektronische Bauelemente aufweisen, mit welchen die elektrische Verbindung zwischen LED und Stromquelle gemäß dem Pulsmuster gesteuert werden kann. Naturgemäß ist es nicht ausgeschlossen, dass zwischen Schalteinheit und Stromquelle bzw. LED weitere Komponenten vorgesehen sind. Bevorzugt erlaubt die Schalteinheit zwei Schaltzustände und ist insbesondere bevorzugt derart ausgebildet, um die LED entweder mit der Stromquelle zu verbinden oder von dieser zu trennen.
  • Im Rahmen der Erfindung wird unter dem Begriff der Stromquelle allgemein eine elektrische Leistungsversorgung für die LED verstanden, insbesondere eine Konstantstromquelle, ggf. mit Stromregler, einer Festspannungsquelle mit Vorwiderstand oder anderweitigen elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen oder Schaltungen, um der LED einen im Wesentlichen konstanten Strom zu liefern. Insbesondere im Falle der Steuerung von mehreren LEDs sollte die Stromquelle bevorzugt derart ausgebildet sein, um jede der LEDs mit einem konstanten Strom zu versorgen, unabhängig vom Schaltzustand der anderen LEDs. Alternativ können auch mehrere unabhängige Stromquellen vorgesehen sein.
  • Eine Steuerung der mindestens einen LED kann bspw. derart erfolgen, dass in einem ersten Takt eines Taktzyklus das erste ermittelte Pulsmuster zur Steuerung der LED eingesetzt wird, während im zweiten Takt das zweite ermittelte Pulsmuster verwendet wird. Ein entsprechendes regelmäßiges Flackern, was als sehr störend empfunden wird, kann somit in vorteilhafter Weise vermieden werden. Naturgemäß ist es möglich, die mindestens eine LED mit mehr als zwei dem Helligkeitswert zugeordneten Pulsmustern zu steuern, wodurch der optische Eindruck und die Beleuchtungsqualität nochmals verbessert ist. Die Taktfrequenz beträgt bevorzugt zwischen 1000–4000 Hz, so dass eine Auflösung der Helligkeit der LEDs von mehr als 1/1000 möglich ist.
  • Obwohl die Schalteinheit und die Steuerungseinheit eingangs als separate Elemente beschrieben wurden, ist naturgemäß eine integrale Ausbildung möglich und bevorzugt, um eine möglichst kompakte Anordnung zu erreichen. Das erfindungsgemäße Steuerungssystem kann ferner integral mit weiteren Baugruppen, wie einer LED ausgebildet sein.
  • Die Zuordnung zwischen dem mindestens einen Helligkeitswert und den Pulsmustern kann entsprechend der jeweiligen Anwendung geeignet gewählt werden. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung entspricht die Einschaltdauer (ED) der ermittelten Pulsmuster dem Helligkeitswert.
  • Die Einschaltdauer ist in diesem Zusammenhang definiert als Verhältnis der Einschaltzeit der Leuchtdiode bei Steuerung durch das jeweilige Pulsmuster zur Dauer des Pulsmusters und ist somit ein Maß für die an die LED in einem definierten Zeitraum übertragenen Leistung. Bei einer gewünschten Helligkeit von bspw. 40% weist das Pulsmuster somit eine Einschaltdauer von ca. 40% auf, die LED ist somit im zeitlichen Mittel zu 40% eingeschaltet.
  • Die vorliegende Weiterbildung erlaubt daher eine besonders einfache Zuordnung des Helligkeitswerts zu entsprechenden Pulsmustern. Naturgemäß kann hierbei ein konstanter Faktor zwischen Helligkeitswert und Einschaltdauer vorgesehen sein, um bspw. bei parallelem Betrieb mehrerer unterschiedlicher LEDs eine Anpassung der Helligkeiten entsprechend des jeweiligen LED-Typs zu erreichen, so dass die Helligkeit der LEDs bei Betrieb mit demselben Helligkeitswert für das menschliche Auge identisch wirkt.
  • Zur Ermittlung der Pulsmuster aus der Menge vordefinierter Pulsmuster kommen sämtliche geeigneten Verfahren in Betracht. Die Steuerungseinheit kann beispielsweise einen geeigneten Algorithmus aufweisen, um zwei unterschiedliche Pulsmuster, entsprechend des jeweiligen Helligkeitswerts zu ermitteln. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Steuerungseinheit eine Speichereinheit auf, um die mindestens zwei Pulsmuster bereitzustellen. Die Speichereinheit kann hierzu beispielsweise die vordefinierten Pulsmuster in tabellarischer Form enthalten, so dass die dem Helligkeitswert zugeordneten Pulsmuster in einfacher Weise der Tabelle entnommen werden können. Die Speichereinheit kann bspw. durch entsprechende elektronische Speicher, wie RAM, ROM oder Flashspeicher gebildet sein. Alternativ kann die Speichereinheit durch optische oder magnetooptische Speicher gebildet sein.
  • Wie zuvor erläutert, kann eine Steuerung der mindestens einen LED mit den mindestens zwei ermittelten Pulsmustern beispielsweise sequenziell erfolgen. Insbesondere bei mehreren LEDs ist es bevorzugt, dass die Schalteinheit zum unabhängigen schaltbaren Verbinden mindestens einer ersten und zweiten LED mit der mindestens einen Stromquelle ausgelegt ist, um die erste LED mit einem ersten der ermittelten Pulsmuster und die zweite LED mit einem zweiten der ermittelten Pulsmuster zu steuern.
  • Eine derartige Steuerung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da es bei einem parallelen Pulsbetrieb mehrerer LEDs, auf Grund von unterschiedlichen Leitungslängen bzw. Dämpfungen, zu Interferenzerscheinungen oder Jitter kommen kann. Naturgemäß tritt dieser Effekt am deutlichsten hervor, wenn die LEDs mit derselben oder einer ähnlichen Helligkeit betrieben werden, somit die jeweiligen Pulsmuster bei üblichen Pulsmodulationen im Wesentlichen übereinstimmen. Der Pulsbetrieb der LEDs wird in diesen Fällen als besonders störend wahrgenommen; es tritt ein deutliches „Flackern” auf. Gemäß der vorliegenden Weiterbildung der Erfindung werden die LEDs daher mit unterschiedlichen Pulsmustern betrieben, so dass entsprechende Interferenzerscheinungen in vorteilhafter Weise verringert oder gänzlich beseitigt sind.
  • Bevorzugt ist die Schalteinheit zum unabhängigen schaltbaren Verbinden mindestens der ersten LED mit einer ersten Stromquelle und der zweiten LED einer zweiten Stromquelle vorgesehen, um die LEDs mit einem konstanten Strom, unabhängig vom Schaltzustand der jeweils anderen LED, zu versorgen.
  • Naturgemäß kann die Schalteinheit ferner zum unabhängigen schaltbaren Verbinden von mehr als zwei LEDs mit der Stromquelle ausgelegt sein, wobei die Steuerung dann wiederum entsprechend mit sich jeweils paarweise unterscheidenden Pulsmustern erfolgt. Vorteilhaft ist eine derartige Ausbildung insbesondere bei RGB-Leuchten, bei welchen bekanntlich drei farbige LEDs zeitgleich in der Helligkeit gesteuert werden, um eine additive Farbmischung zu ermöglichen.
  • Das Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann zur Steuerung sämtlicher geeigneter LEDs eingesetzt werden. Insbesondere geeignet ist das Steuerungssystem zur Helligkeitssteuerung von LEDs mit einer Lichtleistung von über 100 mCd.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des Steuerungssystems gemäß der Erfindung im beschalteten Zustand,
  • 2 ein Zeitdiagramm mehrerer Pulsmuster und
  • 3 schematisches ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Steuerungssystems.
  • 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerungssystems 1 in einer schematischen Blockansicht. Das Steuerungssystem 1 weist eine Steuerungseinheit 2 auf, die mit einer steuerbaren Schalteinheit 3 verbunden ist. Die Schalteinheit 3 weist einen MOSFET 10 auf, der eine Leuchtdiode 6 mit einer Konstantstromquelle 7 schaltbar verbindet. Der MOSFET 10 ermöglicht eine Steuerung der Stromzufuhr der LED 6 entsprechend eines von der Steuerungseinheit 2 gelieferten Steuersignals, bspw. in Form eines Pulsmusters.
  • Die Steuerungseinheit 2 weist einen Microcontroller 9 auf, der über ein DMX-Interface 8 mit einem entsprechenden Lichtsteuerungsnetzwerk 5 verbunden ist. Das DMX-Interface 8 ermöglicht hierbei den Empfang eines Helligkeitswertes für die LED 6 aus dem Netzwerk 5. Der Helligkeitswert ist vorliegend ein digitaler 8-Bit Wert, somit sind insgesamt 256 Helligkeitsstufen, einschl. des ausgeschalteten Zustands möglich.
  • Wird ein entsprechender Helligkeitswert empfangen, leitet das DMX-Interface 8 diesen an den Microcontroller 9 weiter. Der Microcontroller 9 fragt eine Speichereinheit 4 ab, um mindestens zwei dem Helligkeitswert zugeordnete, unterschiedliche Pulsmuster zur Steuerung der LED 6 zu empfangen.
  • Die Speichereinheit 4 weist hierzu einen Flashspeicher auf, in welchem für jeden Helligkeitswert mehrere zugeordnete Pulsmuster in einer Tabelle hinterlegt sind, wobei die Einschaltdauer (ED) der Pulsmuster in dem vorliegenden Beispiel dem Helligkeitswert entspricht.
  • 2 zeigt einen Taktzyklus mehrerer, einem Helligkeitswert zugeordneter Pulsmuster der Dauer To in einem Zeitdiagramm. Die Pulsmuster weisen zwei definierte Schaltzustände auf und unterscheiden sich voneinander durch die Pulsdauer und die Pausendauer, d. h. die Pulsfrequenz. Die Pulsamplitude Io ist konstant. Jedes der Pulsmuster weist eine Einschaltdauer ED = 50% auf, die Pulsmuster sind daher einem Helligkeitswert von 50% und somit im vorliegenden Beispiel dem absoluten DMX-Helligkeitswert 128 zugeordnet.
  • Zur Steuerung der LED 6 wählt der Microcontroller 9 zwei dem Helligkeitswert zugeordnete Pulsmuster aus und steuert damit sequenziell den MOSFET 10 der Schalteinheit 3 im Interruptverfahren, wodurch sich im vorliegenden Beispiel eine Helligkeit der Leuchtdiode 6 von 50% einstellt. Hierbei wird ein erstes und ein zweites Pulsmuster taktweise jeweilig abwechselnd an den MOSFET 10 gesendet, um ein störendes, regelmäßiges Flackern der LED zu vermeiden. Die Taktfrequenz beträgt zwischen 1000 und 4000 Hz.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Steuerungssystems 1' ist in einem schematischen Blockschaltbild in 3 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel der 3 entspricht hierbei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel der 1, wobei jedoch die Schalteinheit 3 insgesamt drei MOSFETs 10a, 10b, 10c umfasst, die separat mit dem Microcontroller 9 verbunden sind. Somit ist eine unabhängige Steuerung der zugehörigen Leuchtdioden 6a, 6b, 6c möglich, die mit jeweils einer zugeordneten Konstantstromquelle 7a, 7b, 7c verbunden sind, so dass ein konstanter Strom Io je LED 6a, 6b, 6c gegeben ist.
  • Die Steuerungseinheit 2 empfängt auch hier, wie zuvor mit Bezug auf 1 erläutert, einen Helligkeitswert über das Steuerungsnetzwerk 5. Die Steuerungseinheit ermittelt danach mittels der Speichereinheit 4 drei unterschiedliche Pulsmuster, deren Einschaltdauer jeweils dem Helligkeitswert entspricht und steuert die erste LED 6a mit einem ersten Pulsmuster, die zweite LED 6b mit einem zweiten Pulsmuster und die dritte LED 6c mit einem dritten Pulsmuster. Die LEDs 6a, 6b, 6c leuchten somit in gleicher Helligkeit, durch die unterschiedlichen Pulsmuster werden jedoch Interferenzerscheinungen in vorteilhafter Weise vermieden.
  • Naturgemäß kann es gerade bei der vorliegenden Anordnung zweckmäßig sein, die LEDs 6a, 6b, 6c mit unterschiedlichen Helligkeitswerten zu steuern, bspw. im Rahmen einer RGB-Farbmischung mit jeweils einer roten, grünen und blauen LED. Das Steuerungssystem 1' kann daher alternativ zum Empfang von drei Helligkeitswerten ausgelegt sein, um eine unabhängige Helligkeitssteuerung und somit bspw. eine stufenlose Regelung der Lichtfarbe zu erlauben.
  • Auch in diesem Falle ermittelt der Microcontroller 9 aus der in der Speichereinheit 4 hinterlegten Tabelle je Helligkeitswert ein zugehöriges Pulsmuster mit einer Einschaltdauer, die dem Helligkeitswert entspricht. Sofern für die drei LEDs 6a, 6b, 6c unterschiedliche Helligkeitswerte gegeben sind, erfolgt die Wahl der Pulsmuster unabhängig voneinander, da sich die Pulsmuster, bedingt durch die unterschiedliche Einschaltdauer, ohnehin voneinander unterscheiden. Sind jedoch für mindestens zwei der LEDs 6a, 6b, 6c identische Helligkeitswerte gegeben, so ermittelt der Microcontroller 9 auch hier, wie vorstehend beschrieben, unterschiedliche Pulsmuster mit identischer Einschaltdauer, um Interferenzerscheinungen zu vermeiden. Die LEDs 6a, 6b, 6c werden somit auch bei identischen Helligkeitswerten mit unterschiedlichen Pulsmustern gesteuert, wodurch ein etwaiges, störendes Flackern vorteilhaft vermieden wird.
  • Die zuvor diskutierten Ausführungsbeispiele erlauben zahlreiche Änderungen. Beispielsweise ist es möglich, dass:
    • – anstelle der MOSFETs 10, 10a, 10b, 10c FETs, Bipolartransistoren oder ähnliche Bauteile eingesetzt sind, die mindestens zwei Schaltzustände erlauben,
    • – anstelle der Konstantstromquelle 7 eine Festspannungsquelle mit Vorwiderstand, ein Stromregler oder anderweitige Strom- oder Spannungsversorgungen eingesetzt ist,
    • – anstelle der Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels gemäß 3 mit mehreren Konstantstromquellen 7a, 7b, 7c nur eine Stromquelle vorgesehen ist,
    • – anstelle des Microcontrollers 9, ein anderweitiger geeigneter Prozessor, ein FPGA oder ein ASIC eingesetzt ist,
    • – anstelle des DMX-Interfaces 8, ein anderweitiges Netzwerk-Interface, beispielsweise zur Verbindung mit einem LAN, W-LAN, Zigbee oder anderweitig geeignetem Netzwerk eingesetzt ist,
    • – eine Bedieneinheit zur manuellen Helligkeitssteuerung vorgesehen ist und/oder
    • – anstelle der Anordnung mit insgesamt drei Leuchtdioden 6a, 6b, 6c in 3 eine geringere oder höhere Anzahl Leuchtdioden vorgesehen ist.

Claims (7)

  1. Steuerungssystem zur Helligkeitssteuerung mindestens einer Leuchtdiode LED, aufweisend – eine steuerbare Schalteinheit (3) zum schaltbaren Verbinden der mindestens einen LED (6) mit mindestens einer Stromquelle (7, 7a, 7b, 7c) und – eine Steuerungseinheit (2), ausgebildet um – mindestens einen Helligkeitswert für die mindestens eine LED (6, 6a, 6b, 6c) zu empfangen, – mindestens zwei dem Helligkeitswert zugeordnete, unterschiedliche Pulsmuster aus einer Menge vordefinierter Pulsmuster zu ermitteln, wobei die mindestens zwei Pulsmuster eine identische Einschaltdauer und eine sich voneinander unterscheidende Pulsdauer und/oder Pulsfrequenz aufweisen und – die ermittelten Pulsmuster an die Schalteinheit (3) zu übertragen, um die mindestens eine LED (6, 6a, 6b, 6c) mit den ermittelten Pulsmustern zu steuern.
  2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Einschaltdauer der ermittelten Pulsmuster dem Helligkeitswert entspricht.
  3. Steuerungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (2) eine Speichereinheit (4) aufweist, um die mindestens zwei Pulsmuster bereitzustellen.
  4. Steuerungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schalteinheit (3) zum unabhängigen schaltbaren Verbinden mindestens einer ersten und einer zweiten LED (6, 6a, 6b, 6c) mit der mindestens einen Stromquelle (7, 7a, 7b, 7c) ausgelegt ist, um die erste LED mit einem ersten der ermittelten Pulsmuster und die zweite LED mit einem zweiten der ermittelten Pulsmuster zu steuern.
  5. Beleuchtungssystem mit mindestens einer Stromquelle (7, 7a, 7b, 7c), mindestens einer LED (6, 6a, 6b, 6c) und einem Steuerungssystem (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  6. Beleuchtungssystem mit mindestens einer Stromquelle (7, 7a, 7b, 7c), mindestens einer ersten und einer zweiten LED (6, 6a, 6b, 6c), einer steuerbaren Schalteinheit (3) zum schaltbaren Verbinden der ersten und der zweiten LED (6, 6a, 6b, 6c) mit der Stromquelle (7, 7a, 7b, 7c) und einer Steuerungseinheit (2), ausgebildet um – mindestens einen Helligkeitswert für die LEDs (6, 6a, 6b, 6c) zu empfangen, – mindestens ein erstes und ein zweites dem Helligkeitswert zugeordnetes Pulsmuster aus einer Menge vordefinierter Pulsmuster zu ermitteln, wobei das erste und das zweite Pulsmuster eine identische Einschaltdauer und eine sich voneinander unterscheidende Pulsdauer und/oder Pulsfrequenz aufweisen und – die ermittelten Pulsmuster an die Schalteinheit (3) zu übertragen, um die erste LED (6, 6a, 6b, 6c) entsprechend des ermittelten ersten Pulsmusters zu steuern und die zweite LED (6, 6a, 6b, 6c) entsprechend des ermittelten zweiten Pulsmusters zu steuern.
  7. Verfahren zur Helligkeitssteuerung mindestens einer LED (6, 6a, 6b, 6c), wobei – ein Helligkeitswert für die mindestens eine LED (6, 6a, 6b, 6c) empfangen wird, – mindestens zwei dem Helligkeitswert zugeordnete unterschiedliche Pulsmuster aus einer Menge vordefinierter Pulsmuster ermittelt werden, wobei die mindestens zwei Pulsmuster eine identische Einschaltdauer und eine sich voneinander unterscheidende Pulsdauer und/oder Pulsfrequenz aufweisen und – die mindestens eine LED (6, 6a, 6b, 6c) mit den ermittelten Pulsmustern gesteuert wird.
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