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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Leuchtvorrichtung. Im Speziellen betrifft die vorliegende Offenbarung eine Leuchtvorrichtung mit integrierter Steuerung sowie ein darauf basiertes Beleuchtungssystem.
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Es sind steuerbare Leuchtvorrichtungen, wie Lampen oder Leuchten, bekannt, welche es ermöglichen, Farbtemperatur und/oder die Helligkeit der Raumbeleuchtung zu ändern, um beispielsweise das natürliche Tageslicht im Hinblick auf die Farbtemperatur bzw. CCT (Correlated Color Temperature) und die Helligkeit für das Wohlbefinden des Benutzers nachzubilden.
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Die steuerbaren Leuchtvorrichtungen mit Steuerungsvorrichtungen werden dabei zu Systemen verbunden, um das natürliche Tageslicht durch eine geeignete Steuerung der steuerbaren Lichtquellen nachzuahmen. Für solche Systeme ist der Begriff „Human Centric Lighting (HCL)“ geprägt worden.
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Zum Bereitstellen eines HCL-Systems werden sowohl die passenden steuerbaren Leuchtmittel als auch die passenden Steuerungs- bzw. Kontrolleinheiten, wie Schalter, Fernbedienung, Tablett o.ä.) benötigt, was den Einsatz und die Verbreitung solcher Systeme erschweren kann.
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Eine Aufgabe der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es, eine einfach steuerbare Leuchtvorrichtung bereitzustellen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt eine Leuchtvorrichtung bereitgestellt. Die Leuchtvorrichtung umfasst wenigstens eine steuerbare Lichtquelle bzw. Light Engine zur Erzeugung eines Lichts mit wenigstens einem steuerbaren Lichtparameter. Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere als Leuchtmittel, Lampe und/oder als Leuchte ausgebildet sein.
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Die Leuchtvorrichtung umfasst ferner eine Steuereinheit bzw. Kontrolleinheit oder Controller zur Steuerung des wenigstens einen steuerbaren Lichtparameters, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine steuerbare Lichtquelle derart zu steuern, dass das durch die Leuchtvorrichtung erzeugte Licht den zeitlichen Verlauf des natürlichen Tageslichts automatisch nachbildet.
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Der wenigstens ein steuerbarer Lichtparameter kann die Helligkeit und/oder die CCT des durch die wenigstens eine Lichtquelle erzeugten Lichtes umfassen. Durch die Steuerung der Helligkeit bzw. der Farbtemperatur des Lichts kann insbesondre der Verlauf des natürlichen Tageslichtes zum Wohlbefinden von Benutzern nachgebildet werden.
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Die Steuereinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, über eine Schaltungsvorrichtung, insbesondere über eine zum Einschalten und zum Ausschalten der Leuchtvorrichtung ausgebildete Schaltvorrichtung, angesteuert zu werden. Insbesondere kann die Steuereinheit derart ausgebildet sein, dass die Leuchtvorrichtung mit einer externen Schaltungsvorrichtung gesteuert werden, welche keinen Teil der Leuchtvorrichtung darstellt. Solche Leuchtvorrichtungen können insbesondere mit Hilfe von bereits bestehenden bzw. installierten Schaltungsvorrichtungen ohne speziellen Kontrollvorrichtungen auf einfache Weise gesteuert werden.
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Die Steuereinheit kann derart ausgebildet sein, dass die Leuchtvorrichtung in einer Anzahl von Betriebsmodi, insbesondere im Hinblick auf den wenigstens einen steuerbaren Parameter, betreibbar ist, wobei zwischen verschiedenen Betriebsmodi der Leuchtvorrichtung durch Betätigen der Schaltungsvorrichtung umgeschaltet werden kann. Die Anzahl der unterschiedlichen Betriebsmodi kann insbesondere derart niedrig sein, dass das Umschalten der Leuchtvorrichtung von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus mit einer einfachen Schaltungsvorrichtung erfolgen kann.
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In einigen Ausführungsformen weist die Leuchtvorrichtung einen Indikator, der dazu ausgebildet ist, den Betriebsmodus bzw. Betriebszustand anzuzeigen, in welchem sich die Leuchtvorrichtung aktuell befindet. In einigen Ausführungsformen umfasst der Indikator eine oder mehrere LEDs, deren Lichtfarbe sich in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebsmodus abhängt. Anhand der durch die eine oder mehrere LED emittierten Lichtes kann der aktuelle Betriebsmodus bzw. Betriebszustand der Leuchtvorrichtung, insbesondere aufgrund einer vordefinierten Farbkodierung, auf einfache Weise erkannt werden.
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Die Steuereinheit kann derart ausgebildet sein, dass beim Einschalten der Leuchtvorrichtung, insbesondere bei einem ersten Einschalten der Leuchtvorrichtung nach einer längeren Ausschaltzeit, beispielsweise länger als 5 s, ein HCL-Modus aktiviert wird. Unter HCL-Modus wird ein Betriebsmodus der steuerbaren Leuchtvorrichtung verstanden, in welchem die Helligkeit und die CCT des durch die Leuchtvorrichtung erzeugten Lichtes dem natürlichen Licht nachempfunden werden. Bereits durch das Einschalten der Leuchtvorrichtung wird somit der HCL-Modus aktiviert, sodass der natürliche Verlauf des Tageslichts Leuchtvorrichtung nachgebildet werden kann.
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Der Betrieb der Leuchtvorrichtung im HCL-Modus kann insbesondere basierend auf zirkadianem Rhythmus erfolgen. Insbesondere können die zirkadianen Kurven als Ort- und datumsabhängigen Kurven hinterlegt sein. Insbesondere können entsprechende Lichtkurven, welche die Abhängigkeit der Helligkeit bzw. der CCT von der Tageszeit wiedergeben, in einem Speicher der Steuereinheit hinterlegt sein.
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Die in dem Speicher hinterlegten Kurven können sich dabei je nach Anwendung unterscheiden. Insbesondere kann es in einer Arbeitsumgebung nötig sein, beispielsweise im Winter, insbesondere morgens und abends, deutlich höhere Helligkeiten zu erzielen, als natürlich gegeben ist. Im Wohnbereich kann es hingegen gewünscht sein, dass in den Abendstunden die Helligkeit der Beleuchtung reduziert ist.
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In einigen Ausführungsformen der Leuchtvorrichtung können die Lichtkurven, insbesondere mittels einer entsprechenden Schnittstelle, über ein mobiles Device, wie ein Tablet-PC oder Smartphone wählbar und anpassbar sein.
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Die Steuereinheit kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass das Umschalten zwischen den unterschiedlichen Betriebsmodi sukzessive bzw. in einer vordefinierten Reihenfolge, das heißt jeweils von einem Modus in einen darauffolgenden Modus, erfolgt. Beispielsweise kann die Leuchtvorrichtung sechst diskrete Modi mit unterschiedlichen Werten der CCT und des Lichtstroms aufweisen, wobei durch wiederholtes Betätigen der Schaltungsvorrichtung die Leuchtvorrichtung durch alle sechs Betriebsmodi durchläuft. Aufgrund des sukzessiven Umschaltens zwischen den Betriebsmodi kann eine sehr einfache Schaltvorrichtung, z.B. ein ON/OFF-Schalter, zum Umschalten der Leuchtvorrichtung von einem Modus in den anderen Modus verwendet werden.
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Die Steuereinheit kann derart ausgebildet sein, dass sie über eine als Schalter, insbesondere Lichtschalter, ausgebildete Schaltungsvorrichtung ansteuerbar ist. Somit kann ein einfacher Schalter, insbesondere ein ON/OFF-Lichtschalter, zur Ansteuerung der Leichtvorrichtung verwendet werden.
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Die Steuereinheit kann derart ausgebildet sein, dass ein Wechsel von einem Betriebsmodus in einen anderen Betriebsmodus, durch Ausschalten und innerhalb einer vordefinierten Zeit Wiedereinschalten des Schalters, z.B. innerhalb von zwei Sekunden nach dem Ausschalten, erfolgt. Auf diese Weise kann das Umschalten der Leuchtvorrichtung auf einfache Weise durch wiederholtes Betätigen des Lichtschalters erfolgen.
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In einem der Betriebsmodi kann die CCT tageslichtabhängig bei maximalem Lichtstrom variiert werden, ein warmweißes Licht mit maximalem Lichtstrom erzeugt werden, oder ein kaltweißes Licht mit maximalem Lichtstrom erzeugt werden. Diese Betriebsmodi der Leuchtvorrichtung entsprechen den wahrscheinlichsten Präferenzen von Benutzern, so dass bereits mit dem einfachen Schalter das Umschalten in die bevorzugten Betriebsmodi der Leuchtvorrichtung erfolgen kann.
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Die Steuereinheit kann derart ausgebildet sein, dass der Lichtstrom des durch die Leuchtvorrichtung erzeugten Lichtes durch wiederholtes Betätigen bzw. Klicken des Schalters einstellbar ist. In einigen Ausführungsbeispielen kann beispielsweise durch ein zweites bzw. drittes Betätigen des Schalters der Lichtstrom auf einem ersten Niveau unterhalb des maximalen Stroms bzw. auf einem zweiten Niveau unterhalb des maximalen Lichtstroms eingestellt werden. Somit kann ein einfacher ON/OFF Schalter zur Einstellung des Lichtstroms bzw. der Lichtintensität verwendet werden.
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In einigen Ausführungsformen ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass sie über eine als konventioneller Dimmer ausgebildete Schaltungsvorrichtung ansteuerbar ist. Der Dimmer kann insbesondere als ein konventioneller Dimmer ausgebildet sein. Die weit verbreiteten konventionellen Dimmer können somit zur Ansteuerung der Leuchtvorrichtung verwendet werden.
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Die Steuervorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass wenigstens in einem Betriebsmodus der Lichtstrom durch den Dimmer einstellbar ist. Somit kann der Dimmer derart zum Ansteuern der Steuervorrichtung verwendet werden, dass die Dimmer-Funktion weiterhin aufrechterhalten bleibt.
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In einigen Ausführungsformen kann die CCT, je nach Betriebsmodus, konstant bleiben oder sich tagesabhängig ändern. Insbesondere kann die CCT einen einem warmweißen Licht entsprechenden konstanten Wert annehmen, einen einem kaltweißen Licht entsprechenden konstanten Wert annehmen, oder einen beim Aktivieren des Dimmers vorliegenden Wert beibehalten. Somit kann der externe Dimmer zur Verwirklichung unterschiedlicher Betriebsmodi unter Beibehaltung der Dimmer-Funktion eingesetzt werden.
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In einigen Ausführungsbeispielen ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass sie über einen drahtlosen oder verkabelten Dimmer kontrolliert werden kann. Insbesondere kann die Steuereinheit eine Dimmer-Kommunikationsschnittstelle aufweisen, über welche die Steuersignale von einem Dimmer zur Verarbeitung empfangen werden können.
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In einigen Ausführungsformen weist die Steuereinheit eine Schnittstelle zur drahtlosen Kommunikation auf, über welche die Steuereinheit angesteuert werden kann. Insbesondere kann die Steuereinheit eine standardisierte Kommunikationsschnittstelle, insbesondere nach einem der Standardprotokolle, wie ZigBee®, WiFi® oder BLE®, aufweisen, so dass die Leuchtvorrichtung mit einem mit einem Standardprotokoll ferngesteuert werden kann.
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In einigen Ausführungsformen ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass die unterschiedlichen Betriebsmodi über eine Fernbedienung aktivierbar sind. Außerdem können über die drahtlose Kommunikation weitere HCL-Kurven im Speicher der Steuereinheit abgelegt bzw. aktiviert werden. Beispielsweise können im Speicher solche HCL-Kurven für spezielle Zwecke, z.B. für entspannende Beleuchtung oder zur Erhöhung der Arbeitskonzentration, hinterlegt bzw. aktiviert werden.
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Die steuerbare Lichtquelle kann wenigstens eine warmweiße LED und wenigsten eine kaltweiße LED umfassen, wobei die Steuereinheit einen Zweikanaltreiber umfassen kann, über welchen die wenigstens eine warmweiße LED und die wenigstens eine kaltweiße LED separat angesteuert werden können. Das von der warmweißen LED emittierte Licht kann insbesondere eine CCT im Bereich von 2200 bis 2700 K aufweisen, und das von der kaltweißen LED emittierte Licht kann eine CCT im Bereich von 5000 K bis 6500 K aufweisen. Durch das separate Ansteuern der warmweißen bzw. der kaltweißen LED, kann insbesondere die Farbtemperatur des Lichts auf einfache Weise eingestellt werden.
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Nach einem zweiten Aspekt wird ein Beleuchtungssystem vorgeschlagen. Das Beleuchtungssystem umfasst eine Leuchtvorrichtung nach dem ersten Aspekt sowie eine Sensorik mit einem oder mehreren Lichtsensoren zur Ermittlung eines aktuellen Tageslichtniveaus bzw. der Menge des aktuell vorhandenen Tageslichts in der Umgebung, wobei die Steuereinheit der Leuchtvorrichtung eine Sensorschnittstelle zum Empfangen von das aktuelle Tageslichtniveau repräsentierenden Lichtsensordaten umfasst, und wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, das durch die Leuchtvorrichtung erzeugte Licht anhand des aktuellen Tageslichtniveaus anzupassen. Durch die Anpassung des durch die Leuchtvorrichtung erzeugten Lichtes gemäß dem Tageslichtniveaus kann der Betrieb der Leuchtvorrichtung dahingehend optimiert werden, dass insgesamt, insbesondere durch das durch die Leuchtvorrichtung erzeugte Licht und das Tageslicht zusammen, eine angemessene Helligkeit erreicht wird. Auf diese Weise kann ein überflüssiger Energieverbrauch im Beleuchtungssystem vermieden werden.
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Das Beleuchtungssystem kann ferner einen Bewegungssensor zum Feststellen einer Anwesenheit einer Person umfassen und die Sensorschnittstelle kann zum Empfangen von Bewegungssensordaten ausgebildet sein, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Leuchtvorrichtung anhand der Bewegungssensordaten. Somit kann der Betrieb der Leuchtvorrichtung davon abhängig gemacht werden, ob sich Personen in dem zu beleuchtenden Bereich befinden, wodurch insbesondere die Energieeffizienz des Beleuchtungssystems weiter erhöht werden kann.
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Das Beleuchtungssystem kann auch einen oder mehrere weitere Sensoren zur Erfassung von weiteren Sensorparametern umfassen. Die Sensorschnittstelle kann insbesondere als eine für drahtlose Kommunikation ausgebildete Schnittstelle ausgebildet sein und die Sensoren können insbesondere drahtlos mit der LE verbunden sein. Die drahtlose Verbindung von Sensoren ermöglicht eine flexible räumliche Aufstellung von Sensoren.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Für gleiche oder gleichwirkende Teile werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet.
- 1 zeigt schematisch ein Beleuchtungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 2 zeigt schematisch ein Beleuchtungssystem sowie eine Systemarchitektur einer Leuchtvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt schematisch ein Beleuchtungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Beleuchtungssystem 1 umfasst eine Leuchtvorrichtung 2 gemäß dem ersten Aspekt, eine Schaltvorrichtung 3, eine Sensorik 4 und eine Fernbedienung 5. Die Leuchtvorrichtung 2 umfasst eine steuerbare Lichtquelle 6 bzw. Licht-Engine sowie eine Steuereinheit 7 zur Steuerung der steuerbaren Lichtquelle 6.
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Die Leuchtvorrichtung 2 kann insbesondere als Lampe oder Leuchte ausgebildet sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die steuerbare Lichtquelle 6 eine LED-Lichtquelle, die eine warmweiße LED 8 bzw. warmweißes Licht erzeugende LED oder LED Modul und eine kaltweiße LED 9 bzw. kaltweißes Licht erzeugende LED oder LED Modul umfasst. Die Steuereinheit 7 ist dazu ausgebildet, die warmweiße LED 8 und die kaltweiße LED 9 separat anzusteuern. Dies wird in 1 durch zwei breite Pfeile verdeutlicht, die von der Steuereinheit 7 zu der warmweißen LED 8 bzw. der kaltweißen LED 9 gerichtet sind. Die CCT des Lichts der warmweißen LED kann insbesondere im Bereich von 2200 bis 2700 K liegen. Die CCT des Lichts der kaltweißen LED kann insbesondere im Bereich von 5000 K bis 6500 K liegen.
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Die Schaltvorrichtung 3 kann als Lichtschalter oder Dimmer, insbesondere als ein konventioneller Dimmer, ausgebildet sein.
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Die Steuereinheit 7 ist dazu ausgebildet, über die Schaltvorrichtung 3 angesteuert zu werden, um insbesondere wenigstens ein Lichtparameter, insbesondere Lichtstrom bzw. Helligkeit und/oder CCT, des durch die steuerbare Lichtquelle 6 erzeugten Lichts zu steuern. Insbesondere kann die Steuereinheit 7 derart ausgebildet sein, dass die Leuchtvorrichtung 2 in einer Anzahl von Betriebsmodi betreibbar ist, wobei zwischen verschiedenen Betriebsmodi der Leuchtvorrichtung 2 durch Betätigen der Schaltungsvorrichtung 3 umgeschaltet werden kann.
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In einigen Ausführungsformen ist die Steuereinheit 7 derart ausgebildet, dass beim Einschalten der Leuchtvorrichtung 2, insbesondere durch Betätigen der Schaltvorrichtung 3, ein HCL-Betriebsmodus (Human Centric Lighting Mode) der Leuchtvorrichtung aktiviert wird, wobei das Umschalten zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi der Leuchtvorrichtung 2, insbesondere durch Betätigen der Schaltvorrichtung 3, sukzessive bzw. in einer vordefinierten Reihenfolge erfolgt.
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Die Steuereinheit 7, die in 1 nur schematisch als ein Kästchen gezeigt ist, umfasst eine Echtzeit-Uhr mit einer Batterie zur aktuellen Zeiterfassung, einen Zähler bzw. einen Signal-Wandler zum Detektieren und Verarbeiten von an der Schaltungsvorrichtung stattfinden Betätigungsvorgängen, eine HCL-Berechnungseinheit zum Ermitteln von HCL-Kurven und einen Speicher zum Speichern von HCL-Kurven sowie einen Zweikanaltreiber zum unabhängigen Antreiben der warmweißen und der kaltweißen LED. Der Speicher der Steuereinheit 7 kann insbesondre maschinenlesbare Anweisungen zum Ausführen der unterschiedlichen Betriebsmodi erhalten.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Steuereinheit 7 eine Sensorschnittstelle (nicht gezeigt) und eine Kontrollschnittstelle (nicht gezeigt) auf, über welche die Sensorik 4 und die Fernsteuerung 5 bzw. Fernbedienung mit der Steuereinheit 7 drahtlos verbunden sind.
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Die Sensorik 4 kann insbesondere einen Lichtsensor bzw. ein lichtempfindlicher Sensor umfassen, der zur Ermittlung eines aktuellen Tageslichtniveaus bzw. einer vorhandenen Tageslichtmenge ausgebildet ist. Die Steuereinheit kann dazu ausgebildet sein, das durch die Leuchtvorrichtung 2 erzeugte Licht anhand des aktuellen Tageslichtniveaus anzupassen, um insbesondere insgesamt, d.h. durch die Summe des Tageslichts und des durch die LED 2 erzeugten Lichts, eine angemessene Helligkeit zu erreichen.
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Die Sensorik 4 kann auch andere Sensoren, insbesondere zur Erfassung weiterer Sensordaten umfassen, z.B. Bewegungssensor oder Temperatursensor, wobei die Steuereinheit 7 dazu ausgebildet sein kann, die Leuchtvorrichtung 2 anhand der erfassten Sensordaten anzusteuern.
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Als Fernbedienung 5 kann, je nach Ausführungsbeispiel, ein Tablet PC oder Smartphone oder ein anderes Kontrollgerät fungieren.
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2 zeigt schematisch ein Beleuchtungssystem sowie eine Systemarchitektur einer Leuchtvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. In 2 werden insbesondere unterschiedliche funktionale Einheiten als separate Blöcke dargestellt. Die dunklen breiten Pfeile verdeutlichen den Strom- bzw. Leistungsfluss zwischen einzelnen Blöcken und die hellen Pfeile mit durchgezogener Konturlinie verdeutlichen den Fluss von Informationssignalen. Die hellen Pfeile mit gestrichelter Konturlinie soll optionale Flusswege von Informationssignalen darstellen.
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Die Leuchtvorrichtung 2 umfasst eine Batterie 11 zum autonomen Betrieb eines HCL-Mikrocontrollers 12 mit Echtzeituhr.
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Der HCL-Mikrocontroller weist einen Speicher (nicht gezeigt) auf, in welchem verschiedenen Lichtkurven hinterlegt werden können. Anhand der Lichtkurven kann aus der gegebenen Tageszeit, Steuersignale zur Weiterverarbeitung geliefert werden.
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Der HCL-Mikrocontroller 12 ist mit einem zentralen Prozessor 13 bzw. HCL-Interaktionsprozessor verbunden. Der zentrale kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass er die Signale, welche den externen Benutzereingaben, wie Schalter, Dimmer, RC-Controller, Tablet-App etc., entsprechen mittels in einem Speicher (nicht gezeigt) hinterlegten Algorithmus so verrechnet, dass daraus zwei separate Steuersignale für den kaltweißen- und warmweißen Bereich der Light-Engine gewonnen werden können.
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Die Batterie 11, der HCL-Controller 12 und der zentrale Prozessor bilden den steuerelektronischen Teil (gestrichelt dargestellt) der Steuereinheit 7, welcher zwei Steuerausgänge zur Ausgabe von Steuersignalen an einen ersten (PWM-)Pulsweitenmodulationssignalgenerator 14 und an einen zweiten PWM-Signalgenerator 15 aufweist. Der erste PWM-Signalgenerator 14 und der zweite PWM-Signalgenerator 15 sind ausgangseitig jeweils mit einem Eingang eines Zweikanaltreibers 16 verbunden, der seinerseits mit einem ersten Wandler 17 und mit einem zweiten Wandler 18 zum Antreiben der warmweißen LED 8 bzw. der kaltweißen LED 9 der Lichtquelle 6 verbunden ist. Die Wandler 17 und 18 weisen in diesem Ausführungsbeispiel eine Buck-Topologie auf. Alternativ kann auch eine Flyback-Topologie oder eine andere Wandler-Topologie verwendet werden. Das durch die Lichtquelle 6 erzeugte Licht wird in 2 mit einem breiten Pfeil symbolisch dargestellt.
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In dem in 2 gezeigten Beispiel wird die Leuchtvorrichtung 2 von der Netzspannung (230 V / 50 Hz) über ein Spannungsnetz 20 betrieben, wobei für die Schaltvorrichtung 3 zwei Optionen, insbesondere in der Schalter-Ausführung und in der Dimmer-Ausführung, gleichzeitig dargestellt sind.
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In der Schalterausführung wird die Leuchtvorrichtung 2 über einen Schalter 21 an das Spannungsnetz 20 angeschlossen, wobei durch die Schaltvorgänge bzw. Klicks des Schalters 21 durch Zähler erfasst werden. Insbesondere kann der Zähler 22 zum Zählen von schnellen Klicks ausgebildet sein, so dass eine Anzahl von innerhalb einer kurzen Zeit (z.B. 2 s) erfolgten aufeinanderfolgenden Klicks erfasst wird und an einen Informationssignal-Generator 23 weitergegen wird. Das durch den Informationssignal-Generator 23 generierte Informationssignal wird zur Verarbeitung an den zentralen Prozessor weitergegeben.
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In der Dimmer-Ausführung wird die Leuchtvorrichtung 2 über einen Phasenanschnitt-Dimmer 24 (Phase-cut dimmer) und einen Schalter 25 über einen Phasenanschnitt-Detektor 26 an einen weiteren Informationssignal-Generator 27 weitergegeben. Das durch den Informationssignal-Generator 27 generierte Informationssignal wird zur Verarbeitung an den zentralen Prozessor weitergegeben.
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Durch die an dem Spannungsnetz 20 angezapfte elektrische Leistung wird in einen AC/DC-Wandler 30 eingespeist, von welchem die elektrische Leistung an den Zweikanaltreiber 16 sowie an einen DC/DC-Wandler 31 zur Spannungsversorgung von steuerungselektronischen Elementen, z.B. HCL-Interaktivprozessors, weitergegeben wird. Der Zähler 22, der Phasenanschnitt-Detektor 26 und die Informationssignal-Generatoren 23, 27 und der AC/DC-Wandler bilden leistungselektronischen Teils der Steuereinheit 2. 1 zeigt auch einen weiteren Informationssignal-Generator 32, welche ein Feedback-Informationssignal über das Vorhandensein der DC-Leistung an dem Zweikanaltreiber 16 an den zentralen Prozessor 13.
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Wie an den gestrichelt dargestellten optionalen Elementen zu erkennen ist, kann die Leuchtvorrichtung 2 mit verschieden externen Geräten, insbesondre drahtlos oder verdrahtet, zur Bildung von verschiedenen zusammengeschaltet werden. Beispielsweise kann mit einem Lichtsensor 40 Informationen, insbesondere bezüglich des Lichtstroms, der Helligkeit, oder der CCT des Umgebungslichts erfasst werden. Insbesondere kann der Lichtsensor dazu ausgebildet sein, das aktuelle Tageslichtniveau bzw. die aktuelle Menge des vorhandenen Tageslichts zu ermitteln und über eine Schnittstelle (nicht dargestellt) an den zentralen Prozessor 13 drahtlos oder drahtgebunden zu übertragen. Der Speicher (nicht dargestellt) der Steuereinheit 7 kann insbesondere maschinenlesbare Anweisungen für den zentralen Prozessor 13 erhalten, welche den zentralen Prozessor 13 veranlassen, die Lichtquelle 6 so zu steuern, dass das durch die Leuchtvorrichtung erzeugte Licht anhand des aktuellen Tageslichtniveaus angepasst wird.
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Optional kann die Leuchtvorrichtung 2 eine Transceiver-Schnittstelle 50 zur drahtlosen Kontrolle der Leuchtvorrichtung 2 über ein externes Kontrollgerät 51, wie Tablet PC oder Smartphone, aufweisen.
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Der leistungselektronische Teil und der steuerelektronische Teil der Steuereinheit 7 können als ein Modul oder als separate, insbesondere austauschbare, Teile ausgebildet sein.
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Zur Berechnung der für die Einstellung von Lichtparametern erforderlichen LED-Ströme, können Abhängigkeiten zwischen den Lichtparametern, wie CCT, Gesamtlichtstrom, etc. von den durch den Zweikanaltreiber 16 bereitgestellten Strömen in dem Speicher der Steuereinheit 7 hinterlegt werden. In einigen Ausführungsformen wird von einer linearen Abhängigkeit zwischen dem LED-Lichtstrom und dem LED-Strom ausgegangen. Beispielsweise ausgehend von der Abhängigkeit: CCT(lamp) = φ (ww) / φ (lamp)*CCT (ww) + (φ(lamp)- φ (ww)) / φ (lamp) *CCT (cw), ergibt sich: (CCT (lamp) -CCT (cw)) * φ (lamp) / (CCT (ww) -CCT (cw)) = φ (ww) ~ I (ww) , und φ (lamp)- φ (ww) = φ (cw) ~ I (cw) . Hier werden folgende Bezeichnungen verwendet: CCT(lamp): CCT des durch die Leuchtvorrichtung 2 erzeugten Lichts, CCT(cw): CCT der kaltweißen LED, CCT(ww): CCT der warmweißen LED, φ(lamp): Lichtstrom der Leuchtvorrichtung 2, φ(cw): Lichtstrom der kaltweißen LED, und φ (ww) : Lichtstrom der warmweißen LED. Somit können in der linearen Näherung die durch den Zweikanaltreibers 16 zuliefernden Ströme für die beiden LEDs zum Erreichen einer bestimmten CCT bzw. eines bestimmten Lichtstroms auf einfache Weise ermittelt werden.
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Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungssystem
- 2
- Leuchtvorrichtung
- 3
- Schaltungsvorrichtung
- 4
- Sensorik
- 5
- Fernsteuerung
- 6
- Lichtquelle
- 7
- Steuereinheit
- 8
- Warmweiße LED
- 9
- Kaltweiße LED
- 11
- Batterie
- 12
- HCL-Mikrocontroller
- 13
- Prozessor
- 14
- PWM-Signalgenerator
- 15
- PWM-Signalgenerator
- 16
- Zweikanaltreiber
- 17
- Wandler
- 18
- Wandler
- 20
- Spannungsnetz
- 21
- Schalter
- 22
- Zähler
- 23
- Informationssignal-Generator
- 24
- Phasenanschnitt-Dimmer
- 25
- Schalter
- 26
- Phasenanschnitt-Detektor
- 27
- Informationssignal-Generator
- 30
- AC/DC-Wandler
- 31
- DC/DC-Wandler
- 32
- Informationssignal-Generator
- 40
- Lichtsensor
- 50
- Transceiver-Schnittstelle
- 51
- externes Kontrollgerät
- CCT(lamp)
- CCT des durch die Leuchtvorrichtung erzeugten Lichts,
- CCT(cw)
- CCT der kaltweißen LED
- CCT(ww)
- CCT der warmweißen LED
- φ(lamp)
- Lichtstrom der Leuchtvorrichtung
- φ(cw)
- Lichtstrom der kaltweißen LED
- φ(ww)
- Lichtstrom der warmweißen LED
