DE102020114825A1

DE102020114825A1 - System mit Körperschall-Signalübertragung

Info

Publication number: DE102020114825A1
Application number: DE102020114825.9A
Authority: DE
Inventors: Steffen Block; Stefan Lorenz
Original assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Current assignee: Zumtobel Lighting GmbH Austria
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2021-12-09
Also published as: EP3920666A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Übertragung von Informationen in einem Beleuchtungssystem mit zumindest einem Sender (14..16) zum Senden von Signalen mittels Körperschall und zumindest einem Empfänger (17..20) zum Empfangen der mittels Körperschall übertragenen Signale.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Übertragen von Informationen, wie Steuersignalen oder Daten, zwischen Komponenten oder innerhalb einer Komponente eines Beleuchtungssystems.
In der Gebäudeautomation empfangen Steuereinrichtungen Informationen in Form von Signalen von Sensoren und/oder senden Steuersignale an Leuchten oder andere Geräte über Kabel oder mittels optischer Verfahren oder Funk-Übertragungsverfahren. Neben Steuer- oder Statussignalen können auch Informationen für eine Parametrierung oder Adressierung von Geräten und systemfremde Daten übertragen werden.
Die DE 10 2011 007 416 A1 offenbart ein Beleuchtungssystem, bei dem Deckenleuchten mit einem Funknetzwerkmodul ausgestattet sind, um für WLANfähige Geräte einen Internet-Zugang bereitzustellen.
Die DE 10 2016 210 414 A1 offenbart ein Betriebsgerät für eine Leuchte, das einen Transponder aufweist, mit dem Konfigurationsinformationen von einem mobilen Sendegerät an das Betriebsgeräts kabellos übertragen werden können.
Die Integration von Antennen für eine Funkübertragung in Komponenten mit metallischen Gehäusen ist aufwändig und externe Antennen oft aus ästhetischen Gründen unerwünscht. Für die kabelgebundene Signalübertragung müssen andererseits zugängliche Anschlüsse und/oder Kabel zwischen den Komponenten oder in derer Komponente vorgesehen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine System und ein Verfahren zur Übertragung von Informationen in einem Beleuchtungssystem anzugeben, die die beschriebenen Probleme verringern. Aufgabe ist es insbesondere, ein System und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen Signale ohne die Verwendung von Funkantennen und elektrischen oder optischen Leitern übertragen werden können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Signal- und damit letztlich Datenübertragung mittels Körperschall. Hierzu weist das System zumindest einen Sender zum Senden von Signalen mittels Körperschall und zumindest einen Empfänger zum Empfangen der Signale auf, die über Körperschall vom Sender zum Empfänger übertragen wurden. Körperschall ist Schall, der sich in einem Festkörper ausbreitet, wobei sich die Körperschallwellen in zwei verschiedene Arten (Longitudinalwellen und Transversalwellen) unabhängig voneinander ausbreiten. Der Festkörper wird von einer oder mehreren Komponenten des Beleuchtungssystems und/oder einem Körper, von dem die Komponenten gehalten werden, gebildet.
Der Sender koppelt hierzu entsprechende Schwingungen in einen Festkörper ein. Der Empfänger andererseits ist an einer entfernten Position angeordnet, und kann eine Schwingung in dem Element, mit dem er verbunden ist, detektieren. Dabei müssen der Festkörper, in den der Schall angekoppelt wurde und der Festkörper, an dem der Schall detektiert wird nicht identisch sein, solange eine Übertragung des Körperschalls zwischen diesen beiden Elementen erfolgt.
Das zu übertragende Signal kann ein Steuersignal, wie ein Schaltsignal oder ein Statussignal, das beispielsweise einen Zustand anzeigt, sein. Alternativ oder zusätzlich können mittels des Signals Daten in bekannter Weise durch Impuls- oder andere Modulationsverfahren und/oder mehrere Signale simultan mittels Multiplexverfahren, wie Zeitmultiplex oder Frequenzmultiplex übertragen werden.
Als Sender können Vibrationserreger, dynamische oder elektrostatische Aktoren sowie insbesondere Piezoaktoren und als Empfänger Mikrofone, Tonabnehmer, Beschleunigungssensoren oder Seismometer verwendet werden. Die Signalübertragung mittels Körperschall kann innerhalb einer Komponente des Beleuchtungssystems, wie einer Leuchte und/oder zwischen verschiedenen Komponenten, wie einem Schalter oder Sensor und einer Leuchte erfolgen, wobei das Signal auch über in dem Übertragungsweg befindliche Decken, Wände, Böden und/oder andere strukturelle, den Körperschall leitende Verbindungen (Festkörper) zwischen den Komponenten übertragen werden kann. Das Signal kann ein Ultraschall-Signal sein und/oder eine Sequenz von Impulsen. Der Frequenzbereich des Körperschalls liegt hier vorzugsweise am oberen Ende des Hörbereichs, oder darüber (Ultraschall). Die Impulse können zumindest Frequenzanteile haben, die sich über den Hörbereich, den Ultraschallbereich und/oder den Infraschall erstrecken.
Der zumindest eine Sender und/oder der zumindest eine Empfänger kann an einem Gehäuse einer Leuchte des Beleuchtungssystems, an einem an dem Gehäuse angebrachten oder zumindest teilweise im Inneren des Gehäuses befindlichen Körperschallleiter, an einer Tragschiene eines Lichtschienensystems zum Befestigen von Komponenten des Beleuchtungssystems oder an ein an einer Raumdecke oder Wand befestigtes Befestigungsmittel zum Befestigen der Tragschiene oder einer Komponente des Beleuchtungssystems angekoppelt sein, wobei der Übertragungsweg des Körperschalls von dem Sender zu dem Empfänger zumindest teilweise durch das Gehäuse, den Körperschallleiter, die Tragschiene oder das Befestigungsmittel gebildet ist.
In dem System können mehrere, auch verschiedene Komponenten an der Tragschiene befestigt sein, wobei jede Komponente einen Sender und/oder einen Empfänger aufweist. Auf diese Weise kann das Signal von einer zumindest einen Sender aufweisenden Komponente, wie zum Beispiel einem Bewegungsmelder, an zumindest eine andere, zumindest einen Empfänger aufweisenden Komponente, wie zum Beispiel eine Leuchte ohne die Verwendung von zusätzlichen Leitungen übertragen werden. Für eine bidirektionale Übertragung von Informationen weist jede Komponente sowohl einen Sender als auch einen Empfänger auf.
Die mehreren Komponenten können entlang der Tragschiene an unterschiedlichen Positionen befestigt sein, wobei zumindest eine Komponente der mehreren Komponenten zumindest den Sender und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Signalstärke und/oder der Frequenz des von dem Sender gesendeten Signals aufweist und die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, zumindest einige der mehreren Komponenten verschiedenen Empfängergruppen mit unterschiedlichen Signalstärken und/oder Frequenzen für eine selektive Übertragung des Signals an eine bestimmte Empfängergruppe zu zuordnen. Durch eine solche Zuweisung ist eine „Adressierung“ der entsprechenden Empfängergruppe möglich.
Zusätzlich oder alternativ kann das System zumindest eine erste Leuchte, eine zweite Leuchte und einen mit dem Gehäuse der ersten Leuchte und dem Gehäuse der zweiten Leuchte verbundenen Körperschallleiter aufweisen, wodurch Körperschall zwischen dem Gehäuse der ersten Leuchte und dem Gehäuse der zweiten Leuchte übertragen werden kann. Wobei an dem Gehäuse der ersten Leuchte und an dem Gehäuse der zweiten Leuchte jeweils zumindest ein Sender oder Empfänger angekoppelt ist. Der Körperschallleiter kann eine bereits vorhandene Halterung oder eine speziell für die Übertragung des Körperschalls angebrachte Verbindung sein.
Die Signalübertragung durch Körperschall kann zwischen den Leuchten erfolgen. Alternativ kann zumindest ein Sender und/oder Empfänger an dem Körperschallleiter angekoppelt sein, so dass das Signal auch von anderen Komponenten gesendet bzw. empfangen werden kann.
Das Körperschallsignal kann von allen sich im Sendebereich des Senders befindlichen Empfängern empfangen und verarbeitet werden. Alternativ kann eine Adressierung mittels Filter (frequenzselektive Dämpfung) und der Wahl der Frequenz des gesendeten Signals erfolgen, wobei zumindest ein Filter zum Filtern des zwischen dem Sender und dem Empfänger übertragenen Körperschallsignals im Übertragungsweg des Signals von dem zumindest einen Sender zu dem zumindest einen Empfänger angeordnet ist. Das Filter kann als Bandsperre, insbesondere als Kerbfilter (englisch „notch filter“) oder als ein bestimmtes Tief-, Hoch- oder Bandpassfilter ausgelegt sein, so dass mit der Wahl der Sendefrequenz bestimmt werden kann, ob das Signal von dem Empfänger empfangen wird.
Zusätzlich oder alternativ kann das von dem zumindest einen Empfänger empfangene und ausgegebene Signal gefiltert werden.
Der Sender und der Empfänger können mit der den Körperschall bzw. die Vibrationen übertragenden Struktur fest/unlösbar verbunden sein. Alternativ kann eine Verbindung zu der den Körperschall bzw. die Vibrationen übertragenden Struktur nur temporär während der Signalübertragung hergestellt werden. Insbesondere kann ein tragbares Sende- und/oder Empfangsgerät den zumindest einen Sender bzw. den zumindest einen Empfänger aufweisen. Dies ermöglicht beispielsweise das Übertragen von Konfigurationsinformationen an ein zu konfigurierendes Gerät durch ein einfaches Berühren des zumindest einen Empfänger aufweisenden Geräts mit dem Sende-/Empfangsgerät, sodass eine Schallübertragung zwischen den Komponenten des Sende-/Empfangsgeräts und dem zu konfigurieren Gerät möglich ist.
Insbesondere Betriebsgeräte von Leuchten mit Leuchtdioden (LED) weisen oft Steuereinrichtungen auf, welche Steuerdaten für die Einstellung von Betriebsparametern, wie zum Beispiel den maximalen Abgabestrom des Betriebsgeräts an die Leuchtdioden oder die Farbtemperatur, von außen empfangen können. In Beleuchtungssystemen, in denen die Komponenten zum Datenaustausch vernetzt sind, sind die Komponenten mit jeweils einer Steuereinrichtung verbunden, welche unter anderem den Datenaustausch während des Netzwerkbetriebs steuert und durch ihre eindeutige Zuordnung die Komponente im Netzwerk identifiziert. Mittels des tragbaren Sende- und/oder Empfangsgeräts können solche Betriebsparameter und/oder Adressen für die Identifizierung im Netzwerk in einfacher Weise übertragen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Übertragen von Signalen in einem Beleuchtungssystem die Schritte Senden eines Signals mittels Körperschall und Empfangen des gesendeten, mittels Körperschall übertragenen Signals auf.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine vereinfachte Schaltung einer Leuchte und eines Anwesenheitssensors des in 1 gezeigten Beleuchtungssystems,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
5 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, und
6 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm zur Darstellung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.

Komponenten mit gleichen Funktionen sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt eine Seitenansicht eines Lichtschienensystems 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Lichtschienensystem 1 ist mit drei Stahlseilen 2..4 (oder Stangen) als Befestigungsmittel an einer Decke 5 eines Raumes montiert und weist eine mit den Stahlseilen 2..4 verbundene Tragschiene 6, vier nach unten strahlende Leuchten 7..10 und drei Anwesenheitssensoren 11..13 auf. Die Leuchten 7..10 und die Anwesenheitssensoren 11..13 sind Komponenten des Lichtschienensystems 1 bzw. des Beleuchtungssystems und werden von der Tragschiene 6 gehalten, in die sie von unten an einer beliebigen Position eingesteckt und fixiert werden. Die verbleibenden, offenen Stellen an der Unterseite der Tragschiene 6 sind mit Abdeckungen verschlossen (nicht gezeigt).
In der Tragschiene 6 verlaufen als Stromschienen ausgebildete elektrische Leitungen (nicht gezeigt), die die eingesteckten und fixierten Komponenten 7..13 elektrisch kontaktieren und die Komponenten 7..13 so mit Energie versorgen. Die Einspeisung der Energie in die Stromschienen erfolgt mittels eines Stromschienen-Einspeisers (nicht gezeigt).
Die Anwesenheitssensoren 11..13 weisen jeweils einen Sender 14..16 zum Senden eines Einschaltsignals auf und die Leuchten 7..10 weisen jeweils einen Empfänger 17..20 zum Empfangen des Einschaltsignals auf, wobei jeder der Sender 14..16 dazu ausgelegt ist, als Einschaltsignal Vibrationen zur Anregung der Tragschiene 6 zu erzeugen, wobei sich die Schwingungen dann entlang der Haupterstreckungsrichtung der Tragschiene 6 ausbreiten und dabei in ihrer Intensität abnehmen. Die Ausbreitungsrichtung ist in 1 durch die gepunkteten Pfeile angedeutet.
Die Leuchten 7..10 bzw. die Empfänger 17..20 der Leuchten 7..10 sind entlang der Tragschiene 6 so angeordnet, dass ein Empfänger 17..20 Vibrationen bzw. das mittels Körperschall übertragene Einschaltsignal nur von bestimmten Anwesenheitssensoren 11..13 bzw. Sendern 14..16 mit der für die Erkennung nötigen Signalstärke empfängt. In dem in 1 gezeigten Beispiel empfängt der Empfänger 17 das Einschaltsignal nur von dem Sender 14, der Empfänger 18 nur das von dem Sender 14 gesendete Einschaltsignal und das von dem Sender 15 gesendete Einschaltsignal, der Empfänger 19 nur das von dem Sender 15 gesendete Einschaltsignal und das von dem Sender 16 gesendete Einschaltsignal und der Empfänger 20 nur das von dem Sender 16 gesendete Einschaltsignal. Somit ist sichergestellt, dass nur die einem Anwesenheitssensor 11..13 unmittelbar benachbarten Leuchten 7..10 bei einer von diesem Anwesenheitssensor 11..13 detektierten Anwesenheit einer Person eingeschaltet werden.
Die Stärke des Sendesignals und/oder der Schwellenwert der Signalstärke für die erfolgreiche Detektion eines Einschaltsignals kann bei den Anwesenheitssensoren 11..13 bzw. den Leuchten 7..10 einstellbar sein, um mehr Freiheiten bei der Positionierung der Anwesenheitssensoren 11..13 und Leuchten 7..10 entlang der Tragschiene 6 zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich können Dämpfungselemente, welche das Einschaltsignal bzw. die Vibrationen dämpfen, an der Tragschiene im Montagebereich der Leuchten 7..10 angebracht werden, um die Ausbreitung des Einschaltsignals zu einer der anderen Leuchten 7..10 zu verhindern.
Es ist auch möglich die Stahlseile 2..4 über Dämpfungselemente mit der Tragschiene 6 und/oder mit der Decke 5 zu verbinden, welche die Übertragung des Einschaltsignals von, beispielsweise dem Sender 15 zu dem Empfänger 17 oder 20 über die Decke 5 verhindern.
Die Leuchten 7..10 schalten sich mit einem Wegfall des Einschaltsignals oder nach einer bestimmten Zeitspanne, welche mit dem Empfang oder Wegfall des Einschaltsignals beginnt, aus.
Die Leuchten 7..10 wie auch die Anwesenheitssensoren 11..13 haben jeweils den gleichen Aufbau hinsichtlich der Elemente zur Informationsübertragung. 2 zeigt exemplarisch eine vereinfachte Schaltung des Anwesenheitssensors 13 und der Leuchte 10. Der Anwesenheitssensor 13 weist ein PIR-Sensor 21 (englisch Pyroelectric Infrared), eine Steuereinrichtung 22 und den Sender 16 auf. Der PIR-Sensor 21 erfasst sich in einem bestimmten Bereich bewegende Personen und gibt ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 22 aus, welche den Sender 16 so ansteuert, dass dieser bei einer erfassten Person das Einschaltsignal an die Leuchten 9 und 10 sendet. Hierfür erzeugt der mit der Tragschiene 6 verbundene Sender 16 Vibrationen, welche sich als Schallwellen innerhalb der Tragschiene 6 ausbreiten.
Die Leuchte 10 weist den mit der Tragschiene 6 verbundenen und die Schallwellen detektierenden Empfänger 20, ein Leuchtmittel 23 und ein Betriebsgerät 24, das für das Leuchtmittel 23 den nötigen Betriebsstrom und/oder die nötige Betriebsspannung erzeugt, auf. Der Sender 20, der ein mikromechanischer Schwingungsaufnehmer (MEMS, „Micro-Electro-Mechanical System“), faseroptischer Vibrationssensor, Kontaktmikrofon, Körperschallmikrofon oder Körperschallabnehmer, wie er für Musikinstrumente verwendet wird, sein kann, erfasst an der Tragschiene 6 die von dem Sender 16 erzeugten Oberflächenschwingungen und gibt ein entsprechendes Signal an das Betriebsgerät 24 bzw. dessen Steuereinrichtung (nicht gezeigt) aus. Die Steuereinrichtung ermittelt basierend auf dem Signal, ob das Einschaltsignal empfangen wurde und steuert das Betriebsgerät 24, so dass der Betriebsstrom bzw. die Betriebsspannung an das Leuchtmittel 23 abgegeben wird, wenn das Einschaltsignal empfangen wurde.
In dem in 1 gezeigten Beleuchtungssystem weisen die Leuchten 7..10 und die Anwesenheitssensoren 11..13 jeweils einen Empfänger 17..20 oder einen Sender 14..16 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass die Leuchten 7..10 und die Anwesenheitssensoren 11..13 sowohl einen Empfänger 17..20 als auch einen Sender 14..16 aufweisen, um ein Statussignal bezüglich des empfangenen Einschaltsignals und/oder des Einschaltzustands senden bzw. empfangen zu können. In entsprechender Weise können selbstverständlich auch weitere Komponenten entweder nur einen Sender, nur einen Empfänger oder beides aufweisen.
3 zeigt eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem das Einschaltsignal mittels Körperschall auch über die Decke 5 übertragen wird. Das in 1 gezeigte Beleuchtungssystem umfasst drei Leuchten 25..27, die mit drei Stahlseilen 2..4 als Befestigungsmittel an der Decke 5 montiert sind, sowie einem direkt an der Decke 5 befestigten Anwesenheitssensor 28. Der Anwesenheitssensor 28 weist wie oben beschrieben einen PIR-Sensor, eine Steuereinrichtung (nicht gezeigt) und einen Sender 29 zum Senden eines Einschaltsignals durch Einkopplung von Körperschall in die Decke 5 auf. Die Leuchten 25..27 weisen gegenüber den in 1 gezeigten Leuchten 7..10 zusätzlich einen Sender in einer mit dem jeweiligen Stahlseil 2..4 verbundenen Sende- und Empfangseinheit 30..32 auf.
Wird eine Person von dem PIR-Sensor des Anwesenheitssensors 28 erfasst, sendet der Sender 29 ein Einschaltsignal an die Leuchten 25..26, wobei der mit der Decke 5 verbundene Sender 29 Vibrationen zur Einkopplung von Schall erzeugt, welcher sich innerhalb der Decke 5 ausbreitet und über das Stahlseil 2 von der Sende- und Empfangseinheit 30 der Leuchte 25 empfangen wird.
Die Leuchte 25 schaltet sich beim Empfangen des von dem Anwesenheitssensor 28 gesendeten Einschaltsignals ein und sendet ein im Vergleich zum empfangenen Einschaltsignal verstärktes Einschaltsignal mittels der Sende- und Empfangseinheit 30 über das Stahlseil 2, die Decke 5 und das Stahlseil 3 an die Leuchte 26. In gleicher Weise wird das Einschaltsignal dann von der Leuchte 26 an die Leuchte 27 weitergeleitet. Die Leuchten 25 und 26 haben somit eine Repeater-Funktion, indem sie das Einschaltsignal verstärken und weiterleiten. In dem in 3 gezeigten Beleuchtungssystem befindet sich die Decke im Übertragungsweg des Einschaltsignals. Es ist jedoch auch möglich, das Einschaltsignal über Wände, Böden und/oder über zwischen den Leuchten 25..27 angebrachte Halterungen zu übertragen.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem Schaltsignale mittels Körperschall innerhalb einer Leuchte und über den Boden übertragen werden. Das in 4 gezeigte Beleuchtungssystem besteht aus zwei Stehleuchten 33, 34, die jeweils einen ersten Taster 35, 36 zum Ein- und Ausschalten des eigenen Leuchtmittels, einen zweiten Taster 37, 38 zum Ein- und Ausschalten des Leuchtmittels der anderen Leuchte 34, 33, einen Sender 39, 40 zum Senden eines ersten Schaltsignals mittels Körperschall durch die Stehleuchten 33, 34, einen Empfänger 41, 41 zum Empfangen des ersten Schaltsignals und eine Sende- und Empfangseinheit 43, 44 zum Senden eines zweiten Schaltsignals an die jeweils andere Stehleuchte 34, 33 bzw. zum Empfangen eines zweiten Schaltsignals von der jeweils anderen Stehleuchte 34, 33 auf.
Die Betätigung des ersten Schalters 35 der Stehleuchte 33 löst ein Ein- bzw. Ausschalten der Stehleuchte 33 aus, wobei das Schaltsignal mittels Körperschall von dem Sender 39 an den Empfänger 41 gesendet wird. Der Sender 39 koppelt dabei Vibrationen in den oberen Teil des Gehäuses der Stehleuchte 33 ein. Das Betätigen des zweiten Schalters 37 der Stehleuchte 33 löst ein Ein- bzw. Ausschalten der anderen Stehleuchte 34 aus, wobei hierzu das zweite Schaltsignal mittels Körperschall von der Sende- und Empfangseinheit 43 in den unteren Teil des Gehäuses der Stehleuchte 33 über den Boden 45, auf dem beide Stehleuchten 33, 34 stehen, den unteren Teil des Gehäuses der anderen Stehleuchten 34 zu der anderen Sende- und Empfangseinheit 44 gesendet wird. Der Bereich zwischen dem Sender 39 und der Sende- und Empfangseinheit 43 ist bezüglich der Übertragung von Körperschall gedämpft, so dass das zweite Schaltsignal den Empfänger 41 nicht oder nur mit unzureichender Signalstärke erreicht. In gleicher Weise wird auch eine erfolgreiche Übertragung des ersten Schaltsignals von dem Sender 33 an die Sende- und Empfangseinheit 43 unterdrückt.
Das von der Sende- und Empfangseinheit 44 empfangene zweite, akustische Schaltsignal wird als elektrisches Schaltsignal über den bezüglich der Übertragung von Körperschall gedämpften Bereich zwischen der Sende- und Empfangseinheit 44 und dem Sender 40 übertragen und dem Sender 40 zugeführt, der daraufhin das erste Schaltsignal an den Empfänger 42 für das Ein- bzw. Ausschalten der Stehleuchte 34 sendet.
In den beschriebenen Beispielen sind den unterschiedlichen Empfängern 17..20, 30..32, 41..42 bzw. Leuchten 7..10, 25..27, 33..34, d.h. den zu steuernden Komponenten, jeweils kein individuelles Schalt- bzw. Einschaltsignal zugeordnet. Alternativ kann einigen oder allen Komponenten jeweils ein Schalt- bzw. Einschaltsignal mit einer individuellen Frequenz, Impulsfolge oder Signatur, die empfängerseitig detektierbar ist, zugeordnet werden, um die Komponenten separat ansprechen zu können. Es ist auch möglich, den Komponenten Adressen zu zuweisen und die jeweilige Adresse mit dem Schalt- bzw. Einschaltsignal zu übertragen.
5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines Beleuchtungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem Daten zur Parametrierung, Konfiguration und/oder Adressierung von Komponenten mittels Körperschall übertragen werden. Das in 5 gezeigte Beleuchtungssystem weist eine mit einem Stahlseil 46 als Befestigungsmittel an der Decke 5 montierte Leuchte 47, eine in der Decke 5 montierte Leuchte 47 und ein mobiles Lese- und Schreibgerät 49 auf.
Das Lese- und Schreibgerät 49 dient dazu, Parametrierung, Konfiguration und/oder Adressierung-Daten an die Leuchten 47 und 48 zu übertragen und ggf. auch abzufragen. Die Leuchten 47 und 48 wie auch das Lese- und Schreibgerät 49 weisen hierzu jeweils eine Sende- und Empfangseinheit 50, 51 bzw. 52 zum Senden und Empfangen der Daten mittels Körperschall auf. Die Sende- und Empfangseinheit 52 ist über ein Kabel 53 mit dem Lese- und Schreibgerät 49 verbunden, welches einen berührungsempfindlichen Bildschirm 54 zur Auswahl der zu übertragenden bzw. abzufragenden Daten durch den Nutzer/Monteur aufweist.
Für eine Übertragung der Daten zwischen dem Lese- und Schreibgerät 49 und der Leuchte 47 oder 48 hält der Monteur die Sende- und Empfangseinheit 52 des Lese- und Schreibgeräts 49 mit direktem Kontakt an die Leuchte 47 bzw. 48, so dass sich diese berühren. Alternativ kann, wenn die mit der Leuchte 47, 48 verbundene Struktur (z.B. die Decke 5, Stahlseil 46) eine ausreichend gute Übertragung des Körperschalls auf die Leuchte 47, 48 ermöglicht, die Sende- und Empfangseinheit 52 des Lese- und Schreibgeräts 49 an diese Struktur gehalten werden. Für das Abhängen der Leuchte 47 können auch Seile aus anderen Materialien verwendet werden, wobei die zu übertragenden bzw. zu dämpfenden Frequenzen über die Auswahl der Materialart zusammen mit der Konstruktion (Seilspannung, Materialkonstanten und Geometrie) einstell- bzw. bestimmbar sind.
Die Position der Sende- und Empfangseinheit 50, 51 kann an der Leuchte 47, 48 markiert sein, so dass der Monteur die Sende- und Empfangseinheit 52 des Lese- und Schreibgeräts direkt an diese Stelle halten kann, um eine gute Signalübertragung zu ermöglichen. Zudem kann zumindest eine der Leuchten 47 oder 48 dazu ausgelegt sein, auch die beschriebenen Schaltsignale mittels der Sende- und Empfangseinheit 50, 51 zu empfangen und zu verarbeiten. Somit sind für die Übertragung von Schaltsignalen und Konfigurierungsinformationen keine zusätzlichen Anschlüsse oder Leitungen nötig.
Das Lese- und Schreibgerät 49 kann dazu verwendet werden, die Übertragung der Schallsignale zu bewerten, wobei das Signal mittels der mobilen Sende- und Empfangseinheiten 52 an einer gewünschten Stelle des Beleuchtungssystems oder Raums erfasst und bezüglich der Signalstärke und/oder der Signalfehler durch einen Vergleich mit einem Referenzsignal ausgewertet wird. Diese Informationen können für die Wahl des Montageortes der Sender 14..16, 29 bzw. der Empfänger 17..20, 30..32 und/oder für die Wahl der Stärke und/oder Frequenz des gesendeten Signals genutzt werden.
Daten, Schaltbefehle, Statusmeldungen und/oder Adressen können durch Modulation eines Träger-Schallsignals (Multiplikation von Träger- und Informationssignal) übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Informationscodierung mittels Pulsen, Chirps (einer zeitlichen Zu- oder Abnahme der Frequenz) und/oder Stufenfunktionen erfolgen.
Das Schallsignal kann über mehrere Tragschienen 6 hinweg übertragen werden, wobei die Tragschienen 6 körperschall-leitend miteinander verbundenen sind oder über Repeater. An den Tragschienen 6 können auch Repeater angeordnet sein, die nur Schallsignale, die eine bestimmte Frequenz oder Signatur aufweisen, in einer Tragschiene 6 weiterleiten bzw. verstärken und/oder die anderen Schallsignale aktiv dämpfen, z.B. durch die Erzeugung eines gegenphasigen Signals, was eine Steuerung der Signalausbreitung ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich zur aktiven Steuerung kann die Signalausbreitung passiv durch den gezielten Einsatz von Elementen in der Tragschiene, welche den Körperschall dämpfen bzw. gut übertragen, vom Monteur oder Hersteller gesteuert werden, wobei die Intensität der Übertragung bzw. Filterung (Amplitude und/oder Frequenz) stufenweise oder stufenlos mittels einem verstell- oder tauschbaren Spannelement, welches das Übertragung- bzw. Filterelement an die Tragschiene ankoppelt, einstellbar sein kann. Beispielsweise kann die Spannung eines den Körperschall übertragenden Seils entsprechend der gewünschten Signalübertragung eingestellt werden.
Eine Signalübertragung kann auch nur innerhalb eines Gerätes (Leuchte) erfolgen, wobei der Sender 14..16, 29 und der Empfänger 17..20, 30..32 im oder am Gerät, beispielsweise am Gehäuse des Geräts, angeordnet sind. Bei der Signalübertragung zwischen Geräten, wie Schaltern, Sensoren und Leuchten müssen die Sender 14..16, 29 und Empfänger 17..20, 30..32 nicht Bestandteil des Geräts sein, sondern können extern angeordnet und über Kabel mit dem Gerät verbunden sein.
Das Schallsignal bzw. die Vibrationen können zur Energieversorgung auf der Empfängerseite genutzt werden, um beispielsweise kleine Sensoren zu betreiben oder Geräte, wie Leuchten, im stromlosen Zustand zu konfigurieren bzw. Daten hierzu an sie zu übertragen und zu speichern.
In 6 ist ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm dargestellt, das die einzelnen, in Bezug auf das dargestellte System bereits im Detail erläuterten Schritte bei der Durchführung des oben ausführlich beschriebenen Verfahrens zeigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011007416 A1 [0003]
DE 102016210414 A1 [0004]

Claims

System zum Übertragen von Information in einem Beleuchtungssystem wobei das System zumindest einen Sender (14..16) zum Senden von Signalen mittels Körperschall und zumindest einen Empfänger (17..20) zum Empfangen der durch Körperschall übertragenen Signale aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Sender (14..16) und der zumindest eine Empfänger (17..20) - an einem Gehäuse einer Leuchte (7..10) des Beleuchtungssystems, - an einem an dem Gehäuse angebrachten oder zumindest teilweise im Inneren des Gehäuses befindlichen Körperschallleiter, - an einer Tragschiene (6) eines Lichtschienensystems (1) zum Befestigen von Komponenten des Beleuchtungssystems oder - an einem an einer Raumdecke oder Wand befestigten Befestigungsmittel (2..4) zum Befestigen der Tragschiene (6) oder einer Komponente des Beleuchtungssystems angekoppelt ist und der Übertragungsweg des Signals von dem Sender (14..16) zu dem Empfänger zumindest teilweise durch das Gehäuse, den Körperschallleiter, die Tragschiene oder das Befestigungsmittel gebildet ist.
System nach Anspruch 2, wobei mehrere Komponenten an der Tragschiene befestigt sind und jede Komponente einen Sender (14..16) und/oder Empfänger (17..20) aufweist.
System nach Anspruch 3, wobei die mehreren Komponenten entlang der Tragschiene (6) an unterschiedlichen Positionen befestigt sind, zumindest eine Komponente der mehreren Komponenten zumindest einen Sender (14..16) und eine Steuereinrichtung (22) zum Steuern der Signalstärke und/oder der Frequenz des von dem Sender (14..16) gesendeten Signals aufweist, und die Steuereinrichtung (22) dazu ausgelegt ist, zumindest einige der mehreren Komponenten verschiedenen Empfängergruppen mit unterschiedlichen Signalstärken und/oder Frequenzen für eine selektive Übertragung des Signals an eine bestimmte Empfängergruppe zu zuordnen.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, aufweisend zumindest eine erste Leuchte, eine zweite Leuchte und einen mit dem Gehäuse der ersten Leuchte und dem Gehäuse der zweiten Leuchte verbundenen Körperschallleiter, wobei an dem Gehäuse der ersten Leuchte und an dem Gehäuse der zweiten Leuchte jeweils zumindest ein Sender (14..16) oder ein Empfänger angekoppelt ist.
System nach Anspruch 5, wobei zumindest ein Sender (14..16) und/oder Empfänger (17..20) an den Körperschallleiter angekoppelt ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend zumindest ein im Übertragungsweg des Signals von dem zumindest einen Sender (14..16) zu dem zumindest einen Empfänger (17..20) angeordneter Filter zum Filtern des zwischen dem Sender (14..16) und dem Empfänger (17..20) übertragenen Signals.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend zumindest ein Filter zum Filtern des von dem zumindest einen Empfänger (17..20) empfangenen Signals.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend ein tragbares Sende- und/oder Empfangsgerät (49), das den zumindest einen Sender bzw. den zumindest einen Empfänger aufweist.
Verfahren zum Übertragen von Signalen in einem Beleuchtungssystem, mit den Schritten: Senden eines Signals mittels Körperschall und Empfangen des gesendeten, durch Körperschall übertragenen Signals.