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Die Erfindung betrifft eine Klemmleiste, insbesondere Schraubklemmleiste, zum elektrischen Anschluss von Wand- und/oder Deckenleuchten als elektrische Verbraucher an elektrische Versorgungsanschlüsse, mit einem Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material und mehreren im Gehäuse angeordneten Klemmanschlüssen, wobei ein erster der Klemmanschlüsse mit einem zweiten der Klemmanschlüsse permanent elektrisch verbunden ist.
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Zum Anschluss von Wand- oder Deckenleuchten an Wand- oder Deckenauslässen, werden üblicherweise als sogenannte „Lüsterklemmen” ausgebildete Klemmleisten mit einem Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material und mehreren im Gehäuse angeordneten Klemmanschlüssen zum Anschluss der drei Leiter, L1: Außenleiter, N: Neutralleiter und PE: Schutzleiter oder – wie bei älteren Installationen oft noch üblich – der zwei Leiter L1: Außenleiter und N: Neutralleiter verwendet. Die gängigste Form dieser Klemmleiste ist – wie gesagt – die als sogenannte „Lüsterklemme” bekannte Schraubklemmleiste. Bei dieser Schraubklemmleiste sind die Klemmanschlüsse jeweils paarweise permanent elektrisch miteinander verbunden.
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Die Stromzufuhr zum Außenleiteranschluss ist in der Regel schaltbar über einen Schalter (den Lichtschalter) ausgeführt, was das Ein- und Ausschalten der Wand- oder Deckenleuchte gestattet.
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Setzt man statt eines Schalters eine Einrichtung zur Phasenanschnittsteuerung der Außenleiterspannung ein, einen sogenannten Dimmer, so ist man (zumindest bei den bisher üblichen Glühbirnen) in der Lage, die erreichte Helligkeit zu regulieren. Dabei kann sowohl der Wirkungsgrad, als auch die Lebensdauer des Leuchtmittels deutlich reduziert werden. Wegen des verzögerten Stromanstieges bei induktiven Lasten, erfordern diese speziellen Dimmer-Technologien, welche teuer sind.
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Der Technik des Phasenanschnittes/Phasenabschnittes, wie sie in Dimmern eingesetzt wird, haftet grundsätzlich der Nachteil der Oberwellenbelastung des Stromnetzes an, was zu Funkstörungen und anderen Störaussendungen führen kann.
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Nur in seltenen Fällen ist der Außenleiter mehrfach ausgeführt, was es erlaubt, die Helligkeit durch getrennt geschaltete Leuchtmittel anzupassen. In solchen Fällen findet sich üblicherweise ein Serienschalter als Schaltelement zum Schalten der Stromzufuhr zu den einzelnen Außenleiteranschlüssen.
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Die heute übliche Installationspraxis gestattet es nicht mehr, wie früher möglich, bei Bedarf eine zusätzliche Leitungsader vom Schalter zum Deckenauslass einzuziehen. So wäre der Aufwand, für die nachträgliche Ausstattung eines Wand- oder Deckenauslasses mit mehreren geschalteten Außenleiteranschlüssen recht hoch.
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Eine Alternative stellt der Einsatz von Installations-Bussystemen dar, Mit Hilfe eines Bussystems ist es möglich, beinahe beliebig viele Sensoren (Schalter) einer (beliebigen) Anzahl von Aktoren zuzuordnen (welche sich in diesem Fall am Wand- oder Deckenauslass befinden müssten). Solche Bussysteme erfordern jedoch in den meisten Fällen ebenfalls die Verlegung zusätzlicher (Bus-)Leitungen. Bussysteme haben nur eine geringe Verbreitung und finden sich wegen der hohen Kosten zumeist nur in Bauten mit gehobener technischer Ausstattung.
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Die
DE 10 2005 039 660 A1 beschreibt eine Stromanschlussklemme mit integrierter Steuer-Schalt- und Stromversorgungseinheit, wobei die Stromanschlussklemme vorzugsweise als EIB-PL-kompatible Klemme, zur Einbindung in programmierbare Schaltsysteme ausgebildet ist. Die codierten Signale zur Steuerung werden entweder auf einem separaten Bus-Kanal übertragen oder sind der Netzspannung aufmoduliert. Die Klemme ist dabei nur für den Anschluss eines einzelnen Verbrauchers oder mehrerer gemeinsam verschalteter Verbraucher eingerichtet.
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Die
DE 196 54 837 A1 beschreibt ein als Lüsterklemme ausgebildetes Koppelmodul eines Bussystems mit versorgungsseitigen und verbraucherseitigen Klemmanschlüssen sowie mit Eingangssignalklemmen und mit einer Schaltvorrichtung. Das Koppelmodul ist dabei nur für den Anschluss eines einzelnen Verbrauchers oder mehrerer gemeinsam verschalteter Verbraucher eingerichtet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmleiste bereitzustellen, die es ermöglich, ohne weiter Umbauten der Hauselektrik verschiedene verbraucherseitige Außenleiteranschlüsse mit nur einem versorgungsseitigen Schalter getrennt zu schalten.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Klemmleiste weist eine Schaltvorrichtung auf, die zwischen dem ersten und einem dritten der Klemmanschlüsse zwischengeschaltet und derart eingerichtet ist, dass sie den dritten der Klemmanschlüsse in Abhängigkeit eines zeitlichen Stromverlaufs an diesem dritten Klemmanschluss und/oder eines zeitlichen Spannungsverlaufs zwischen dem dritten und dem ersten Klemmanschluss innerhalb mindestens eines vorgebbaren Zeitfensters mit einem oder mehreren vierten Klemmanschlüssen aus einer Mehrzahl von vierten Klemmanschlüssen elektrisch verbindet.
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Der erste Klemmanschluss ist für den Anschluss eines versorgungsseitigen Neutralleiteranschlusses (Nullleiter-Anschluss) eines Stromnetzes (Versorgungsnetzes) und der zweite Klemmanschluss ist für den Anschluss eines verbraucherseitigen Neutralleiteranschlusses (Nullleiter-Anschluss) des elektrischen Verbrauchers vorgesehen. Der dritte Klemmanschluss ist für den Anschluss eines versorgungsseitigen Außenleiteranschlusses und die zweiten Klemmanschlüsse sind für den Anschluss von unterschiedlichen verbraucherseitigen Außenleiteranschlüssen des elektrischen Verbrauchers vorgesehen. Über die unterschiedlichen verbraucherseitigen Außenleiteranschlüsse werden unterschiedliche Teile des Verbrauchers beschaltet. Als Beispiel für einen Verbraucher sei hier eine Leuchte mit fünf Leuchtmitteln genannt. So könnten zwei der Leuchtmittel über einen der verbraucherseitigen Außenleiteranschlüsse mit Strom versorgt werden und die anderen drei Leuchtmittel über einen weiteren der verbraucherseitigen Außenleiteranschlüsse mit Strom versorgt werden.
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Die Möglichkeit, verschiedene Außenleiteranschlüsse an einem Deckenauslass getrennt zu schalten, schafft die Anpassbarkeit der Beleuchtungsstärke an unterschiedliche Bedürfnisse, durch die Wahl verschiedener – vorzugsweise energiesparender – Leuchtmittel. Dabei können diese verschiedenen Leuchtmittel in einem Arbeitspunkt betrieben werden, in welchem ihr jeweiliger Wirkungsgrad optimal ist bzw. ihre Lebensdauer nicht negativ beeinflusst wird (insbesondere gedacht ist hier an Leuchtdioden (LED: Light Emitting Diode), „Energiesparleuchten” (zumeist Leuchtstofflampen) oder eine Kombination von Leuchtdioden und Energiesparleuchten.
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Die Klemmleiste ist bevorzugt als Schraubklemmleiste (sogenannte „Lüsterklemme”) ausgeführt. Der Umgang mit derartigen Schraubklemmleisten ist auch Laien durchaus geläufig, was eine hohe Akzeptanz gewährleistet und gerade dem Laien die Montage erleichtert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung über den ersten und den dritten Klemmanschluss mit Spannung versorgt wird. Es ergibt sich somit eine Parallelschaltung der Schaltvorrichtung und des über die Klemmleiste mit Spannung bzw. Strom versorgten Verbrauchers. Dieser Verbraucher ist insbesondere eine Wand- und/oder Deckenleuchte.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung derart ausgebildet ist, dass das Zeitfenster durch Anlegen der Versorgungsspannung zwischen dem ersten und dem dritten Klemmanschluss gestartet wird. Der Zeitpunkt des Anlegens der Versorgungsspannung durch Umlegen eines entsprechenden Schalters ist somit ein Referenz-Zeitpunkt des Zeitfensters.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Klemmleiste einen elektrischen Energiespeicher zur temporären Energieversorgung der Schaltvorrichtung bei nichtanliegen der Versorgungsspannung im Zeitfenster aufweist. Der Energiespeicher ist bevorzugt ein Kondensator oder ein anderes kapazitives Element.
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Die Schaltvorrichtung der Klemmleiste kann zum Beispiel als analoge Schaltungsanordnung ausgeführt sein. Insbesondere ist jedoch vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung als Mikrocontroller oder innerhalb eines Mikrocontrollers ausgebildet ist. Als Mikrocontroller (auch μController, μC, MCU) werden Halbleiterchips bezeichnet, die neben einem Prozessor mindestens eine Peripheriefunktion auf dem Chip aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich der Arbeits- und/oder Programmspeicher ebenfalls ganz oder teilweise auf dem Chip. Ein Mikrocontroller ist somit ein Ein-Chip-Computersystem. Der Mikrocontroller weist weiterhin einen Taktgeber (eine Clock) auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung, insbesondere der Mikrocontroller, dazu eingerichtet ist, zwischen dem Anliegen der Versorgungsspannung zwischen dem ersten und dem dritten Klemmanschluss und einem nicht-Anliegen dieser Spannung zwischen dem ersten und dem dritten Klemmanschluss zu unterscheiden. Ist die Schaltvorrichtung als Mikrocontroller ausgebildet, so weist dieser bevorzugt einen AD-Wandler zum Abfragen („pollen”) des Spannungszustands zwischen der ersten und der dritten Anschlussklemme auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein fünfter der Klemmanschlüsse mit einem sechsten der Klemmanschlüssen permanent elektrisch verbunden ist. Der fünfte Klemmanschluss ist für den Anschluss eines versorgungsseitigen Schutzleiter-Anschlusses (PE-Anschluss) des Stromnetzes und der sechste Klemmanschluss ist für den Anschluss eines verbraucherseitigen Schutzleiter-Anschlusses (PE-Anschluss) des elektrischen Verbrauchers vorgesehen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer vorgenannten Klemmleiste in einem Stromnetz (Versorgungsnetz) einer Elektroinstallation zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere einer Wand- und/oder Deckenleuchte, wobei das Stromnetz zu dieser Versorgung zumindest einen Außenleiteranschluss, einen Neutralleiteranschluss und einen Schalter zum an- und abschalten der Stromzufuhr zu dem Außenleiteranschluss aufweist und wobei die Klemmleiste mit ihrem ersten Klemmanschluss an den versorgungsseitigen Neutralleiteranschluss, mit ihrem dritten Klemmanschluss an den versorgungsseitigen Außenleiteranschluss, mit ihrem zweiten Klemmanschluss an einen verbraucherseitigen Neutralleiteranschluss und mit ihren vierten Klemmanschlüssen an unterschiedliche verbraucherseitige Außenleiteranschlüsse angeschlossen ist.
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Die Klemmleiste ist bevorzugt als Schraubklemmleiste ausgebildet. Die Versorgungsseitigen Anschlüsse (L, N, PE) sind an den Enden von Versorgungsleitungen des Stromnetzes angeordnet und ragen insbesondere aus Wand- und/oder Deckenauslässen eines Gebäudes heraus.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine an einem Deckenauslass angeschlossene Klemmleiste mit Schaltvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zum elektrischen Anschluss einer Deckenleuchte und
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2 ein Flussdiagramm des Ablaufschemas einer Schaltsteuerung der in 1 gezeigten Schaltvorrichtung.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer als sogenannte „Lüsterklemme” ausgebildeten Klemmleiste 10 zum elektrischen Anschluss von elektrischen Verbrauchern wie Wand- und/oder Deckenleuchten an aus Wand- oder Deckenauslässen herausgeführten elektrische Versorgungsleitungen. Die Klemmleiste 10 weist ein Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material und mehrere im Gehäuse angeordnete Klemmanschlüsse 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 auf.
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Der erste der Klemmanschlüsse 12 ist für den Anschluss einer versorgungsseitigen Neutralleiter-Leitung N und der zweite der Klemmanschlüsse 14 ist für den Anschluss einer verbraucherseitigen Neutralleiter-Leitung des elektrischen Verbrauchers vorgesehen. Dabei ist der erste Klemmanschluss 12 mit dem zweiten Klemmanschluss 14 über einen Strompfad 26 permanent elektrisch verbunden. Der dritte Klemmanschluss 16 ist für den Anschluss einer versorgungsseitigen Außenleiter-Leitung L1 und die vierten Klemmanschlüsse 18, 20 sind für den Anschluss von verbraucherseitigen Außenleiter-Leitungen L, L' des elektrischen Verbrauchers vorgesehen.
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Der fünfte der Klemmanschlüsse 22 ist mit dem sechsten der Klemmanschlüssen 24 über einen anderen Strompfad 28 permanent elektrisch verbunden. Der fünfte Klemmanschluss 22 ist für den Anschluss einer versorgungsseitigen Schutzleiter-Leitung (PE-Leitung) und der sechste Klemmanschluss 24 ist für den Anschluss einer verbraucherseitigen Schutzleiter-Leitung (PE-Leitung) des elektrischen Verbrauchers vorgesehen.
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Die Klemmleiste 10 weist weiterhin eine Schaltvorrichtung 30 auf, die zu deren elektrischer Versorgung in einen Versorgungsstrompfad 32 zwischen den ersten Klemmanschluss 12 und den dritten Klemmanschluss 16 eingebunden ist. Die Klemmleiste 10 weist weiterhin einen (nicht gezeigten) elektrischen Energiespeicher zur temporären Energieversorgung der Schaltvorrichtung 30 bei nichtanliegender Versorgungsspannung auf. Dieser Energiespeicher ist bevorzugt als Kondensator ausgebildet.
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Die Schalteinrichtung 30 ist derart eingerichtet, dass sie den dritten Klemmanschluss 16 in Abhängigkeit eines zeitlichen Spannungsverlaufs zwischen dem dritten und dem ersten Klemmanschluss 12, 16 innerhalb mindestens eines vorgebbaren Zeitfensters mit einem oder mehreren der vierten Klemmanschlüsse 18, 20 aus der Mehrzahl von vierten Klemmanschlüssen 18, 20 verbinden kann. Dazu steuert die Schalteinrichtung 30 eine der Anzahl der vierten Klemmanschlüsse 18, 20 entsprechende Zahl von zugeordneten Schaltelementen 34, 36 an, wobei jedes der Schaltelemente 34, 36 den ihm zugeordneten vierten Klemmanschluss 18, 20 separat mit dem dritten Klemmanschluss 16 leitend verbinden kann. Dazu führt ein weiterer Strompfad 38 von dem dritten Klemmanschluss 16 zu einem Knotenpunkt 40, wo er sich in zwei Abzweige 42, 44 aufteilt. Der erste Abzweig 42 führt zu dem einen vierten Klemmanschluss 18. In diesem ersten Abzweig 42 ist das erste der Schaltelemente 34 angeordnet. Der zweite Abzweig 44 führt zu dem weiteren vierten Klemmanschluss 20. In diesem zweiten Abzweig 44 ist das zweite der Schaltelemente 34 angeordnet.
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Die 1 zeigt weiterhin einen Deckenauslass 46 mit den aus diesem Deckenauslass herausragenden Versorgungsleitungen mit als Versorgungsanschlüsse N, L1, PE ausgebildeten abisolierten Endbereichen der Versorgungsleitungen.
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Die Schalteinrichtung 30 der Klemmleiste 10 ist eine Art „Steuerbefehls-Empfänger und -dekodierer”, welche es ermöglicht, durch eine „Zeitscheibensteuerung” verschiedene Schaltfunktionen mit nur einem gewöhnlichen einpoligen (Licht-)Schalter zum an- und abschalten des Außenleiters L als „Steuerbefehls-Sender” zu empfangen. Eine zusätzliche Änderung der Festinstallation des jeweiligen Wand- oder Deckenauslasses 46 oder der sonstigen Gebäudeinstallation (Elektroinstallation) ist nicht notwendig. So können auf der Ausgangsseite einer solchen Klemmleiste 10 verschiedene Außenleiter-Anschlüsse L, L' alternativ geschaltet werden, was der Funktionalität eines Wand- oder Deckenauslasses 46 mit mehreren, getrennt geschalteten Außenleiteranschlüssen L, L' sehr nahe kommt.
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Ebenfalls wäre über eine entsprechende Steuerung ein Ausgang einer solchen Klemmleiste 10 mit Dimm-Funktion denkbar, wobei die Aussendung von Störgrößen gegenüber der Anordnung eines Dimmers am Schalter vermutlich durch die Lastnahe Anordnung der Klemmleiste 10 bezüglich des Verbrauchers gegenüber den an herkömmlicher Stelle installierten Dimmern deutlich reduziert werden kann.
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Die 2 zeigt ein Flussdiagramm des Ablaufschemas einer Schaltsteuerung der in 1 gezeigten und als Mikrocontroller ausgebildeten Schaltvorrichtung 30 innerhalb des Zeitfensters. Ausgangspunkt des Ablaufschemas ist ein in Schaltstellung „aus” geschalteter (Licht-)Schalter, wodurch zwischen dem dritten und dem ersten Klemmanschluss 12, 16 keine (definierte) Spannung anliegt.
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Wird nun der Schalter betätigt, liegt ab einem Anschaltzeitpunkt zwischen dem ersten und dem dritten Klemmanschluss 12, 16 der Klemmleiste die Versorgungsspannung (Netzspannung) U, z. B. U = 230 V, an.
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Die Versorgungsspannung versorgt die als Mikrocontroller ausgebildete Schaltvorrichtung 30 mit elektrischer Energie, sodass diese als Schritt 48 einen sogenannten „Power-on-Reset” (POR) durchführt und das Zeitfenster geöffnet wird/startet (Bezugszeitpunkt t1).
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Darauf beginnt der Prozessor des Mikrocontrollers im Schritt 50 den Spannungszustand zwischen der ersten und der dritten Anschlussklemme 12, 16 abzufragen (zu „pollen”). Liegt die Versorgungsspannung U = 230 V (im Sinne einer Effektivspannung) bezüglich t1 innerhalb einer ersten Zeitspanne (beispielsweise mehr als einhundert Milisekunden: > 100 ms) kontinuierlich an (Pfad j1), wird im Schritt 52 der dritte Klemmanschluss 16 mit dem einen vierten Klemmanschluss 18 elektrisch verbunden und somit die Phase (Außenleiter-Spannung) L auf den einen vierten Klemmanschluss 18 durchgeschaltet. Die Programmausführung wird danach für dieses Zeitfenster beendet (Schritt 54).
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Wird die Netzversorgung innerhalb der ersten Zeitspanne (hier also einhundert Milisekunden: > 100 ms) unterbrochen (Pfad n1) und weiterhin innerhalb einer zweiten Zeitspanne (hier beispielhaft fünfhundert Milisekunden: < 500 ms), die größer ist als die erste Zeitspanne, wieder zugeschaltet, so erkennt der Mikrocontroller durch das Abfragen (Pollen) der Spannung zwischen dem dritten und dem ersten Klemmanschluss 12, 16 (Schritt 58) das Wiedereinschalten der Versorgungsspannung (Pfad j2) und schaltet die Phase L1 auf den weiteren vierten Klemmanschluss 20 (Ausgang L') durch. Die Programmausführung wird danach für dieses Zeitfenster beendet (Schritt 60).
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Wird die Netzversorgung innerhalb der zweiten Zeitspanne nicht wieder zugeschaltet (Pfad n2), so können sich eine oder mehrere weitere Abfragen innerhalb mindestens einer weiteren Zeitspanne (nicht gezeigt) anschließen oder die Programmausführung für dieses Zeitfenster beendet werden (Schritt 62).
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Zur Auswertung des Zeitfensters von beispielsweise etwa einer Sekunde (1 s) nach dem ersten Versorgen der Schaltvorrichtung 30 mit Energie, muss die Klemmleiste 10 zur Stromversorgung der Schaltvorrichtung 30 mit einem ausreichend dimensionierten Energiespeicher, insbesondere Kondensator, ausgestattet sein, um einen Weiterbetrieb für diesen Zeitraum zu ermöglichen, ohne bei erneuter externer Energiezufuhr erneut einen Power-On-Reset auszulösen.
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Wie oben bereits angedeutet, wäre auch ein entsprechendes Schaltverhalten denkbar, wobei nicht mehrere Ausgänge (vierte Klemmanschlüsse 18, 20) alternativ aktiviert würden, sondern zumindest einer der Ausgänge abhängig von der Verzögerungszeit des Wiedereinschaltens mit einem daraus bestimmten Phasenwinkel die An/Abschnittsteuerung eines Dimmers steuert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Klemmleiste
- 12
- Erster Klemmanschluss
- 14
- Zweiter Klemmanschluss
- 16
- Dritter Klemmanschluss
- 18
- Vierter Klemmanschluss
- 20
- Weiterer vierter Klemmanschluss
- 22
- Fünfter Klemmanschluss
- 24
- Sechster Klemmanschluss
- 26
- Strompfad
- 28
- Anderer Strompfad
- 30
- Schaltvorrichtung
- 32
- Versorgungsstrompfad
- 34
- Schaltelement
- 36
- Schaltelement
- 38
- Weiterer Strompfad
- 40
- Knotenpunkt
- 42
- Erster Abzweig
- 44
- Zweiter Abzweig
- 46
- Deckenauslass
- 48
- Schritt
- 50
- Schritt
- 52
- Schritt
- 54
- Schritt
- 56
- Schritt
- 58
- Schritt
- 60
- Schritt
- 62
- Schritt
