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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung für mindestens ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere LED, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 und eine Schnittstelle zum Empfang von Steuerbefehlen über eine Steuerleitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Technisches Gebiet
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Derartige Verfahren werden zur Ansteuerung von Betriebsgeräten für Leuchtmittel genutzt und werden in Beleuchtungssystemen verwendet, um Leuchtmittel mit Hilfe einer zentralen Steuereinheit ein- und auszuschalten und in der Helligkeit einzustellen. Üblicherweise werden dabei die Leuchtmittel von Betriebsgeräten angesteuert. Die Betriebsgeräte werden in Gruppen zusammengefasst und können von einer oder auch mehreren zentralen Steuereinheiten gesteuert werden. Mit dem Begriff Leuchtmittel werden sowohl Gasentladungslampen als auch Halogenlampen oder Leuchtdioden (LED) bezeichnet. Ein derartiges Leuchtmittel kann einzeln oder gemeinsam mit weiteren Leuchtmitteln in einer Leuchte angeordnet sein, die auch das Betriebsgerät enthalten kann.
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Stand der Technik
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Bei modernen Beleuchtungssystemen werden oftmals durch die zentrale Steuereinheit digitale Steuerbefehle an die Betriebsgeräte übersendet. Durch diese externen Steuerbefehle lassen sich insbesondere Helligkeitswerte vorgeben, um verschiedene Beleuchtungszustände zu erreichen.
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Die Betriebsgeräte können mit einer Adresse versehen sein, um eine einzelne oder auch gruppenweite Ansteuerung durch die zentrale Steuereinheit zu ermöglichen.
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Ein weit verbreitetes Steuerungsverfahren ist die Ansteuerung von Beleuchtungssystemen gemäß DALI (Digital Adressable Lighting Interface) Standard. Dieser Standard definiert eine Schnittstelle und ein Übertragungsformat zur digitalen Ansteuerung von Betriebsgeräten, wobei für die einzelnen Betriebsgeräte Adressen vergeben werden können. Die Betriebsgeräte können über die externen Steuerbefehle ein- und ausgeschaltet oder in der Helligkeit gesteuert werden, zudem kann eine spezielle Betriebsbedingung wie ein Notbeleuchtungszustand initiiert werden und Fehlermeldungen abgefragt werden. Der DALI Standard ist 16 Bit Manchester-Code, der eine maximale Dimmgeschwindigkeit bei einer Helligkeitsänderung von 1% bis 100% in knapp 0,7 Sekunden ermöglicht. Der Hochpegel liegt im Bereich von ungefähr 16 V, der niedrige Pegel bei einer Spannung von ungefähr 0 Volt. Die Steuerung gemäß dem DALI Standard schränkt die Anzahl von möglichen Adressen innerhalb eines Beleuchtungssystems auf einen definierten Wert ein (65 Adressen für einen Bereich). Diese Anzahl ist insbesondere für Beleuchtungssysteme mit Leuchtmitteln verschiedener Farbe oftmals nicht ausreichend.
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Deshalb wird bei heutigen Beleuchtungssystemen mit einem höheren Bedarf an Adressen eine Unterteilung des Beleuchtungssystems auf mehrere Untersysteme vorgenommen. Diese Aufteilung erfordert jedoch eine erhöhte Anzahl an Steuergeräten und erhöht somit sowohl den Aufwand bei der Installation eines solchen Beleuchtungssystems als auch die Komplexität der Steuergeräte, die in diesem Fall ein mehrstufiges Beleuchtungssystem steuern und überwachen müssen.
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Durch den Einsatz neuer Leuchtmittel wie Leuchtdioden ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten von Beleuchtungssystemen, insbesondere ein Mischen von Farben und eine Änderung der Farbe des Beleuchtungssystems kann ermöglicht werden. Durch die Anwendung von verschiedenfarbigen Leuchtmitteln können anhand eines solchen Steuerungsverfahrens farbliche Veränderungen realisiert werden. Bei einer solchen farblichen Beleuchtung kann das Licht der verschiedenfarbigen Leuchtmittel mit Hilfe einer entsprechenden Optik gekoppelt und gemischt werden. Die Mischung des verschiedenfarbigen Lichtes kann insbesondere in einer Leuchte oder durch die Kombination von mehreren Leuchten erfolgen. Derartige farbliche Veränderungen können eine Anpassung der Geschwindigkeit der Helligkeitsänderung erfordern.
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Es gibt auf dem Markt aber auch andere Steuersysteme wie beispielsweise die 1–10 V Schnittstelle. Die 1–10 V Schnittstelle ist zwar in ihren Einsatzmöglichkeiten eingeschränkt, in bestehenden Beleuchtungsanlagen wird diese aber nach wie vor verwendet und es besteht deshalb nach wie vor der Bedarf an Betriebsgeräten, welche über eine solche Schnittstelle ansteuerbar sind.
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Heutige Beleuchtungssysteme erfordern die Nutzung eines weit verbreiteten Standards als Verfahren zur Ansteuerung des Beleuchtungssystems und der darin enthaltenen Betriebsgeräte. Eine Änderung oder Anpassung eines solchen standardisierten Verfahrens bedeutet einen großen Aufwand bei der Umsetzung durch die Anwender. Es müssen sowohl die Hersteller der entsprechenden Betriebsgeräten und die Hersteller der Steuereinheiten ihre entsprechenden Produkte an den vereinbarten Standard anpassen als auch die Abnehmer, insbesondere die Leuchtenhersteller und die Fachleute, die solche Beleuchtungssysteme installieren und in Betrieb nehmen, auf den entsprechenden Standard eingeschult sein und die entsprechenden Anforderungen einhalten.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches die Ansteuerung von Betriebsgeräten durch eine Steuereinheit ohne die oben genannten Nachteile bzw. unter einer deutlichen Reduzierung dieser Nachteile ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird für ein Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 10 und für eine gattungsgemäße Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße Lösung zur Steuerung von Betriebsgeräten beruht auf dem Gedanken, dass eine Schnittstelle mit zwei externen Anschlüssen zum Empfangen von zeitdiskreten Signalen über einen Eingangsanschluss und einem Null-Potentialanschluss gegeben ist, aufweisend einen Optokoppler mit einer integrierten Leuchtdiode, die durch den Eingangsanschluss gespeist wird, gekennzeichnet dadurch, daß in Serie mit der Leuchtdiode des Optokopplers (OK) zwei Transistoren in Serienschaltung angeordnet sind, wobei der Optokoppler im Kollektorkreis des ersten Transistors liegt und der erste Transistor eine stromregelnde Wirkung und der zweite Transistor eine schaltende Wirkung aufweist, und wobei die Serienschaltung der beiden Transistoren einen zwischen beide Transistoren verschalteten Widerstand aufweist.
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Auf diese Weise ist es möglich, zeitdiskrete Signale mittels einer erfindungsgemäßen Schnittstelle zu empfangen, wobei eine hohe Signalstabilität bei unterschiedlichen Temperaturen sichergestellt ist.
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Ein Steuerbefehl ist gemäß der Erfindung nicht nur ein Einschaltbefehl, Ausschaltbefehl oder neuer Helligkeitswert, der an ein Betriebsgerät übertragen werden kann, sondern kann auch erweiterte Informationen enthalten. Insbesondere kann eine Farbinformation bzw. ein Farbbefehl, eine Adresse, eine Zustandsinformation oder ein Fehlersignal als Steuerbefehl übertragen werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dabei der Benutzer in dem Bussystem die Übertragung wählen. Er kann die Übertragung gemäß einem etablierten Standard wie DALI wählen oder aber eine zweite Übertragung wie eine Steuerung mittels Taster oder auch einer anderen, herstellerspezifischen digitalen Übertragung vorgeben.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Beleuchtungssystem mit einem Steuergerät sowie mindestens einem Betriebsgerät zum Betreiben von Leuchtmitteln, wobei zumindest ein Betriebsgerät eine erfindungsgemäße Schnittstelle aufweist.
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Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Empfangen von Steuerbefehlen durch ein Betriebsgerät von Leuchtmitteln. Das Betriebsgerät weist eine Treiberschaltung zum Betreiben des Leuchtmittels auf. Zum Empfang und zur Auswertung der Steuerbefehle weist das Betriebsgerät eine Schnittstelle auf. Gemäß den empfangenen Steuerbefehlen kann das Betriebsgerät über die Treiberschaltung den Betrieb und die Helligkeit des Leuchtmittels steuern.
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Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Betriebsgerät über seine Schnittstelle die Übertragung überwachen und anhand der empfangenen Steuerbefehle die Übertragung analysieren. Entsprechend der erkannten Übertragung kann das Betriebsgerät seine Schnittstelle an diese Übertragung anpassen. Die Erkennung der Übertragung kann vorteilhafterweise anhand der Auswertung der Übertragungsrate der empfangenen Steuerbefehle erfolgen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Helligkeitssteuerung für ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere Leuchtdioden, aufweisend eine Schnittstelle mit Anschlüssen zum Empfangen von zeitdiskreten Signalen über einen Eingangsanschluss und einem Null-Potentialanschluss, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Speisen eines Optokopplers mit einem Strom über den Eingangsanschluss mittels eines Hoch-Pegel des extern zugeführten zeitdiskreten Signales,
Begrenzen des Stromes durch einen ersten Transistor, der in Serie zu dem Optokoppler angeordnet ist,
Unterbrechen des Stromes durch einen zweiten Transistor, der in Serie zu dem Optokoppler angeordnet ist, wenn die Spannung an dem Eingangsanschluss einen vorgegebenen Wert, vorzugsweise 7,5 V, unterschreitet.
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Die Erfindung betrifft auch ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, welches zeitdiskrete Signale empfangen kann. Bei den zeitdiskreten Signale kann es sich beispielsweise um Tastersignale und/oder digitale Signale handeln.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 schematisch die Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes für eine LED als Leuchtmittel,
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2 schematisch die Ausgestaltung einer Beleuchtungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Steuergerät und einem erfindungsgemäßen Betriebsgerät für eine Gasentladungslampe als Leuchtmittel,
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3 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnittstelle,
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4 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnittstelle,
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5 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnittstelle, und
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6 eine Schnittstelle nach dem Stand der Technik.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eines Betriebsgerätes für eine LED erläutert. Die vorliegende Erfindung kann allerdings bei sämtlichen Arten von Betriebsgeräten für Leuchtmittel eingesetzt werden.
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Dabei ist die Anwendung von ganz verschiedenen Leuchtmitteln möglich. Es können insbesondere Gasentladungslampen, Halogenlampen oder auch anorganische oder organische Leuchtdioden eingesetzt werden.
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Das in 1 dargestellte Betriebsgerät 1 weist als zentrale Komponente eine Steuerschaltung 2 auf, welche alle Funktionen der Komponenten des Betriebsgerätes 1 steuert und überwacht. Insbesondere wird der Betrieb eines Konverters 3 gesteuert und überwacht, insbesondere auch geregelt. Der Konverter 3 ist über Anschlüsse an ein Stromversorgungsnetz 20 angeschlossen und nimmt die zum Betrieb des Leuchtmittels erforderliche Energie auf. Weiterhin steuert er auch den Betrieb des Leuchtmittels, insbesondere die Helligkeit des Leuchtmittels. Als Leuchtmittel ist eine Lampe LED an den Konverter 3 des Betriebsgeräts 1 angeschlossen. Der Konverter 3 übernimmt u. a. die Aufgabe der korrekten Stromaufnahme aus dem Stromversorgungsnetz 20, welche durch die Bestimmungen des Energieversorgers vorgegeben sein kann. Diese Aufgabe kann vor allem eine möglichst sinusförmige Stromaufnahme mit möglichst wenigen hochfrequenten Störungen betreffen.
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Der Konverter 3 kann daher ein sogenanntes Filter zum Vermeiden von hochfrequenten Störungen, die entweder aus dem Stromversorgungsnetz 20 kommen können oder aber durch den Konverter 3 erzeugt wurden, sowie eine Schaltung zur aktiven Leistungsfaktorkorrektur enthalten. Außerdem stellt der Konverter 3 den ordnungsgemäßen Betrieb der Lampe LED sicher. Insbesondere kann er den Strom und/oder die Spannung der Lampe LED einstellen oder auch regeln.
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In einer besonderen Ausführungsform kann der Konverter 3 auch als mehrstufiger Konverter ausgeführt werden, um die verschiedenen Aufgaben auf die einzelnen Stufen des Konverters 3 aufzuteilen. Vorteilhafterweise wird durch eine Stufe die korrekte Stromaufnahme aus dem Stromversorgungsnetz 20 sichergestellt, und eine nachfolgende Stufe steuert den Betrieb der Lampe LED. Das Stromversorgungsnetz 20 kann eine niederfrequente Wechselspannung mit einer Spannung von 230 V oder eine Gleichspannung von 24 V sein. Abhängig von der Art des Stromversorgungsnetzes 20 kann der Konverter 3 als DC-DC-Wandler oder als AC-DC-Wandler ausgebildet sein. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Konverter 3 einen Energiespeicher (Cbus) enthalten, wobei dieser durch einen Speicherkondensator oder auch eine wiederaufladbare Batterie gebildet werden kann.
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Das Betriebsgerät 1 und das Steuergerät 10 sind Bestandteil eines Beleuchtungssystems A.
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Die Steuerschaltung 2 ist weiterhin mit einer Schnittstelle 4 verbunden. Die Schnittstelle 4 ist mit einer Steuerleitung 21 verbunden.
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Über die Steuerleitung 21 werden die von dem Steuergerät 10 gesendeten Steuerbefehle übertragen. Diese Steuerbefehle werden von der Schnittstelle 4 empfangen und an die Steuerschaltung 2 weitergeleitet. Die Steuerschaltung 2 kann die Steuerbefehle auswerten und abspeichern.
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Gemäß den übermittelten Steuerbefehlen kann die Steuerschaltung 2 den Betrieb der Lampe LED durch den Konverter 3 steuern. Die Steuerschaltung 2 kann auch den Betrieb der Lampe LED und des Konverters 3 überwachen und im Falle eines Fehlers oder besonderen Ereignisses dieses erkennen und über die Schnittstelle 4 und die Steuerleitung 21 einen entsprechenden Steuerbefehl an das Steuergerät 10 senden. Zusätzlich können weitere Steuergeräte 11 an die Steuerleitung 21 angeschlossen sein.
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Die verschiedenen Steuergeräte 10 und 11 können verschiedene Sensoren wie beispielsweise Bewegungs- oder Helligkeitssensoren aber auch durch einen Benutzer steuerbare Aktoren wie beispielsweise Schalter, Taster oder auch berührungsempfindliche Bildschirme mit einem Benutzerinterface zur Beleuchtungssteuerung sein.
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Die Steuerschaltung 2 kann einen Speicher 8 enthalten oder einen externen Speicher 8 ansteuern, der in dem Betriebsgerät 1 vorhanden ist.
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Die Steuerleitung 21 ist vorteilhafterweise als zweidrahtige Datenleitung ausgebildet, auf der zeitdiskrete Signale, vorzugsweise digitale Signale oder Tastersignale, übertragen werden können.
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Die Steuerleitung 21 kann aber auch für eine Übertragung von anderen Signalen, die auf die Netzspannung aufsetzen oder für analoge Steuersignale (die Information ist in der Amplitude der übertragenen Spannung enthalten), wie beispielsweise für eine 1–10 V Schnittstelle, geeignet sein. Ein Digitalsignal kann beispielsweise mit einer niedrigen Gleichspannung übertragen werden. Über die Steuerleitung 21 wird beispielweise eine Datenübertragung gemäß DALI Standard übertragen. Die Schnittstelle 4 und das Steuergerät 10 sind in der Lage, Steuerbefehle gemäß dem DALI Standard zu empfangen. Gemäß der Erfindung ist es jedoch möglich, alternativ zu der Datenübertragung gemäß der standardisierten Übertragung eine Übertragung mit anderen Parametern zu wählen. Durch die Fähigkeit zur Datenübertragung gemäß DALI Standard sowohl des Betriebsgerätes 1 als auch des Steuergerätes 10 kann eine sehr hohe Kompatibilität für die Komponenten des Beleuchtungssystems erzielt werden. Dadurch steht dem Benutzer eine große Anzahl an verschiedenen Steuer- und Betriebsgeräten von verschiedenen Anbietern und für verschiedene Anwendungszwecke zur Verfügung, die je nach Bedarf durch den Benutzer für ein entsprechendes Beleuchtungssystem ausgewählt werden können.
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Entsprechend der Erfindung kann über die Steuerleitung 21 eine weitere, von dem DALI Standard abweichende Übertragungsart übertragen werden.
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Beispielweise können digitale Steuerbefehle gemäß einem anderen digitalen Protokoll wie beispielsweise DSI übertragen werden. Es können aber auch andere zeitdiskrete Signale wie beispielsweise Tastersignale übertragen werden.
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In einer einfachen Ausführungsform kann ein Taster über die Steuerleitung 21 an die Schnittstelle 4 angeschlossen werden. Durch Betätigung des Tasters können zeitdiskrete Signale erzeugt werden, welche von der Schnittstelle 4 empfangen und ausgewertet werden können. Die Steuerleitung 21 kann dabei beispielsweise durch die Schnittstelle 4 oder über eine externe Spannung wie beispielsweise eine Netzspannung gespeist werden.
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Im Falle dieses Ausführungsbeispiels liest die Steuerschaltung 2 die Steuerbefehle, die von dem Steuergerät 10 über die Steuerleitung 21 übertragen werden, aus der Schnittstelle 4 aus. Dabei kann die Steuerschaltung 2 die empfangenen Steuerbefehle in dem Speicher 8 zwischenspeichern und anhand ihrer Übertragungsrate analysieren. Die Übertragungsrate wird durch die Bitlänge der einzelnen Bestandteile der Steuerbefehle definiert.
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Ein Beispiel für eine solche Übertragung wird später anhand der 3 erläutert.
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Die Steuerschaltung 2 analysiert die Steuerbefehle und kann daraufhin die Übertragungsrate für später zu empfangende oder zu sendende Steuerbefehle anpassen.
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Wenn die Steuerschaltung 2 in dem Betriebsgerät 1 anhand der geänderten Übertragung feststellt, dass das Übertragungsformat zur Übertragung der digitalen Steuerbefehle geändert wurde, oder wenn das Übertragungsformat zur Übertragung der digitalen Steuerbefehle mittels eines speziellen Steuerbefehls geändert wurde, kann die Steuerschaltung 2 in dem Speicher 8 eine Information über das zuletzt gewählte Übertragungsformat zur Übertragung der digitalen Steuerbefehle ablegen. Dieses Abspeichern der Information kann auch in regelmäßigen Zeitabständen oder bei jedem ersten Empfang eines Steuerbefehls nach Einschalten des Betriebsgerätes durch Zuschalten der Netzversorgung erfolgen.
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Das in 1 dargestellte Beispiel kann dahingehend erweitert werden, dass drei Betriebsgeräte 1 mit jeweils einer anders farbigen LED (beispielsweise rot, grün und blau) über ein Steuergerät 10 angesteuert werden. Die drei Betriebsgeräte 1 mit jeweils einer anders farbigen LED (beispielsweise rot, grün und blau) sind in einer Leuchte kombiniert, um eine Farbbeleuchtung zu erreichen. Alternativ können aber auch in einem Betriebsgerät 1 mehrere Konverter 3 vorhanden sein, die jeweils mindestens eine LED einer Farbe (beispielsweise rot, grün und blau) ansteuern. Die Ansteuerung der drei Konverter 3 erfolgt durch die gemeinsame Steuerschaltung 2.
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2 zeigt ein Beispiel, bei dem zumindest ein Steuergerät 10 ein Betriebsgerät 1' für eine Gasentladungslampe LA als Leuchtmittel über eine Steuerleitung 21 ansteuert. An dieser Steuerleitung 21 ist ein weiteres Steuergerät 11 angeschlossen.
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Das Betriebsgerät 1' weist einen Gleichrichter 14 auf, der an das Stromversorgungsnetz 20 angeschlossen ist.
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Die vom Gleichrichter 14 aufgenommene Energie wird an eine Zwischenkreisschaltung 15 übertragen, welche eine aktive Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC) und einen Energiespeicher enthalten kann. Auf die Zwischenkreisschaltung 15 folgt ein Wechselrichter oder Konverter 16, der über einen Lastkreis (LK) 17 die Gasentladungslampe LA ansteuert. Der Wechselrichter 16 kann durch eine Halbbrücke gebildet werden, welche den Lastkreis 17 mit einer getakteten Gleichspannung speist. Der Lastkreis 17 kann durch einen Serienresonanzkreis aus einer Induktivität und einer Kapazität gebildet werden.
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Die Steuerschaltung 2 ist über die Schnittstelle 4 an die Steuerleitung 21 angeschlossen und kann somit die von dem Steuergerät 10 gesendeten Steuerbefehle empfangen.
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Das Steuergerät 11 kann die Datenübertragung über die Steuerleitung 21 überwachen und analysieren. Sofern es eine Änderung der Übertragungsrate durch das Steuergerät 10 feststellt, kann es auch seine Übertragungsrate für die auszusendenden und zu empfangenden Steuerbefehle anpassen. In der gleichen Weise kann das Betriebsgerät 1' seine Übertragungsrate für die auszusendenden und zu empfangenden Steuerbefehle anpassen.
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3 zeigt eine Schnittstelle mit zwei externen Anschlüssen zum Empfangen von zeitdiskreten Signalen (ZT) über einen Eingangsanschluss K und einen Null-Potentialanschluss In2.
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Das Steuergerät 11 kann zur Datenübertragung bzw. zur Übertragung der Steuersignale über die Steuerleitung 21 mit dem Eingangsanschluss K und dem Null-Potentialanschluss In2 zum Empfangen von zeitdiskreten Signalen (ZT) verbunden werden. Intern ist die Schnittstelle derart aufgebaut, dass die empfangenen Signale einem Optokoppler (OK) zugeführt werden.
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Dabei steht dem Anwender optional eine Wahlmöglichkeit für die Art der zu verwendenden Übertragungsart zur Verfügung. Der Anwender kann daher zwischen verschiedenen Übertragungsarten wählen, beispielsweise kann er als Übertragung zeitdiskreter Signale (ZT) entweder Tastersignale oder digitale Signale wählen. So kann er auch verschiedene digitale Signale (nach verschiedenen Übertragungsprotokollen) übertragen. Es ist also eine Auswahl des Übertragungsformates möglich.
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Die Schnittstelle überträgt das empfangene Signal mittels des Optokopplers OK, wobei dieser eine integrierte Leuchtdiode enthält. Immer wenn diese Leuchtdiode von einem ausreichenden Strom durchflossen wird, überträgt der Optokoppler OK ein Signal. Die Steuerschaltung 2 kann mittels einer Signalbewertung die Signale über die Signalauswertung empfangen und auswerten. Vorzugsweise können alle empfangenen Signale über einen einzigen Eingang der Steuerschaltung 2 empfangen und ausgewertet werden.
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Die Schnittstelle kann das zeitdiskrete Signal (ZT) anhand der Abfolge des Über- bzw. Unterschreitens einer gewissen Spannung auswerten, was im weiteren genau erläutert wird.
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Es können digitale Steuerbefehle (bei einer Übertragung digitaler Signale) als zeitdiskrete Signale (ZT) übertragen werden.
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Es können Tastersignale als zeitdiskrete Signale (ZT) übertragen werden.
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Ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, wie in den 1 und 2 beschrieben, kann eine digitale Steuereinheit und eine erfindungsgemäße Schnittstelle aufweisen. Die digitale Steuereinheit kann ein ASIC sein.
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3 zeigt eine Schnittstelle, welche über den Optokoppler OK in einem Empfangsmodus Signale übertragen kann.
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Das Betriebsgerät nach kann wie in 2 beschrieben als elektronisches Vorschaltgerät ausgebildet sein. Das Betriebsgerät nach kann wie in 1 beschrieben einen Konverter enthalten, um LEDs anzusteuern. Somit kann auch ein Bussystem zur Steuerung von Lichtanlagen aufweisend eine erfindungsgemäße Schnittstelle aufgebaut werden.
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Es wird ein Verfahren zur Helligkeitssteuerung für ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere Leuchtdioden, ermöglicht, aufweisend eine Schnittstelle mit Anschlüssen zum Empfangen von zeitdiskreten Signalen (ZT) über einen Eingangsanschluss K und einen Null-Potentialanschluss In2. Dabei erfolgt ein Speisen eines Optokopplers OK mit einem Strom über den Eingangsanschluss K mittels eines Hoch-Pegel des extern zugeführten zeitdiskreten Signales (ZT). Weiterhin erfolgt ein Begrenzen des Stromes durch einen ersten Transistor Q1, der in Serie zu dem Optokoppler OK angeordnet ist. Wenn die Spannung an dem Eingangsanschluss K einen vorgegebenen Wert, vorzugsweise 7,5 V, unterschreitet, erfolgt ein Unterbrechen des Stromes durch einen zweiten Transistor Q2, der in Serie zu dem Optokoppler OK angeordnet ist.
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Somit liegt gemäß der Erfindung eine Schnittstelle mit Anschlüssen zum Empfangen von zeitdiskreten Signalen (ZT) über einen Eingangsanschluss K und einen Null-Potentialanschluss In2 vor, welche einen Optokoppler OK mit einer integrierten Leuchtdiode aufweist. Die integrierte Leuchtdiode wird durch den Eingangsanschluss K gespeist. In Serie mit der Leuchtdiode des Optokopplers OK sind zwei Transistoren Q1, Q2 in Serienschaltung angeordnet, wobei der Optokoppler OK im Kollektorkreis des ersten Transistors Q1 liegt und der erste Transistor eine stromregelnde Wirkung aufweist. Der zweite Transistor Q2 weist eine schaltende Wirkung auf, und die Serienschaltung der beiden Transistoren Q1, Q2 weist einen zwischen beide Transistoren verschalteten Widerstand R1 auf.
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Die stromregelnde Wirkung des ersten Transistors Q1 wird durch ein Stromregelelement, vorzugsweise durch einen Widerstand R3 bestimmt. Das Stromregelelement ist von der Basis des ersten Transistors Q1 auf den Eingangsanschluss K verschaltet.
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Die schaltende Wirkung des zweiten Transistors Q2 wird durch ein Schwellenwertschaltelement, vorzugsweise eine Diode D12, bestimmt. Das Schwellenwertschaltelement ist von der Basis des zweiten Transistors Q2 über das Stromregelelement auf den Eingangsanschluss K verschaltet. In diesem Beispiel ist das Schwellenwertschaltelement also an das Stromregelelement gekoppelt.
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Der schaltende Transistor Q2 kann den Strom durch die Leuchtdiode des Optokopplers OK unterbrechen, wenn die Spannung an dem Eingangsanschluss K einen vorgegebenen Wert, vorzugsweise 7,5 V, unterschreitet.
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Der erste Transistor Q1 kann insbesondere eine hohe Stromverstärkung, vorzugsweise von mindestens 300, aufweisen.
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Das Beispiel in der 3 zeigt den Einsatz von NPN Transistoren (für Q1 und Q2). Die von dem Optokoppler angesteuerte Last ist in 3 durch einen Widerstand R4 repräsentiert.
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Das Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere eine Leuchtdiode, kann eine Steuereinheit und eine erfindungsgemäße Schnittstelle aufweisen.
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Die zeitdiskreten Signalen (ZT) können wie bereits geschildert digitale Signale, vorzugsweise DALI Signale, zur Helligkeitssteuerung des Leuchtmittels sein.
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Das zeitdiskrete Signal (ZT) kann somit anhand der zeitlichen Abfolge des Über- bzw. Unterschreitens einer gewissen Spannung an dem Einganganschluss ausgewertet werden.
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4 zeigt eine weitere Variante einer erweiterten Schnittstelle. Wie hier gezeigt ist, kann der erste Transistor (Q1) durch einen Darlington-Transistor gebildet und über einen Widerstand R12 mit dem Optokoppler gekoppelt werden. Das Beispiel in der 4 zeigt den Einsatz von PNP Transistoren (für Q1 und Q2).
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5 zeigt eine weitere Variante einer erweiterten Schnittstelle.
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Das Schwellenwertschaltelement D12 ist in diesem Fall von der Basis des zweiten Transistors Q2 nicht über das Stromregelelement R3 sondern über einen Trennwiderstand R10 auf den Eingangsanschluss K verschaltet. Das Stromregelelement R3 ist vorzugsweise über eine weitere Diode D13 mit dem Transistor Q2, insbesondere dessen Emitter, gekoppelt.
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Das Beispiel in der 5 zeigt den Einsatz von PNP Transistoren (für Q1 und Q2).
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Wie anhand der gezeigten Beispiele erläutert worden ist, können als die beiden Transistoren Q1, Q2 der Schnittstellenschaltung sowohl NPN als auch PNP Transistoren eingesetzt werden (jeweils der gleiche Typ in einer Serienschaltung). Es ist jeweils darauf zu achten, dass der Optokoppler und das Schwellenwertelement entsprechend in ihrer Polarität angeordnet werden müssen.
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Die zwei verschiedenen digitalen Übertragungsformate (als zeitdiskrete Signale) können sich auch durch ihre Übertragung dahingehend unterscheiden, dass das erste Übertragungsformat eine sogenannte ,Active Low' Übertragung nutzt, d. h. es liegt dauerhaft ein Pegel von beispielweise 12 V an, solange keine Daten übertragen werden. Im Fall einer Datenübertragung wird der Pegel zum Übertragen eines Bit auf einen Pegel unter beispielsweise 2 V gezogen. Das zweite Übertragungsformat kann dagegen ein Signal mit einer sogenannten ,Active High' Übertragung nutzen. In diesem Fall würde dauerhaft ein Pegel von beispielweise 0 V anliegen, solange keine Daten übertragen werden. Im Fall einer Datenübertragung wird der Pegel zum Übertragen eines Bit auf beispielsweise 12 V erhöht.
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Auf diese Weise ist die Wahl zwischen einer Datenübertragung, bei der durch die ,Active Low' Übertragung eine dauerhafte Spannung auf der Steuerleitung 21 anliegt und somit eine Versorgung von Steuergeräten 10 über die Steuerleitung 21 möglich ist, und einer Datenübertragung mit einer ,Active High' Übertragung möglich. Die ,Active High' Übertragung bietet den Vorteil, dass keine dauerhafte Speisung der Steuerleitung 21 erforderlich ist und somit die Steuergeräte 10 bei fehlender Busaktivität komplett abgeschaltet werden können.
