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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Programmierung einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer Lichtquellenanordnung, insbesondere LED-Lichtquellenanordnung, die Lichtquellen, insbesondere LEDs, und Bypassschaltungen von Lichtquellen oder Leistungsquellen für Lichtquellen umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer Lichtquellenanordnung, insbesondere LED-Lichtquellenanordnung, und einen Scheinwerfer mit einer solchen Steuereinrichtung.
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Reihenschaltungen von LEDs, bei denen einzelne oder mehrere LEDs ein- und ausgeschaltet werden können, kommen in modernen LED-Scheinwerfern vermehrt zum Einsatz. Anwendungen sind sogenannte LED-Matrixmodule für blendfreies Dauerfernlicht oder animierte Signallichtfunktionen, wie „wischender Blinker“ oder ein Tagfahrlicht, das für coming-/leaving-home-Funktionen animiert wird. Speziell die animierten Lichtfunktionen finden immer mehr Anklang und verbreiten sich zunehmend über alle Fahrzeugklassen. Die Animationen werden hierbei meist von einem vorgeschalteten LED-Lichtsteuergerät gesteuert. Dieses Steuergerät gibt dabei die in einem Programmspeicher hinterlegten Sequenzen über eine Busschnittstelle, z. B. CAN, an intelligente Matrixschaltungen (LED-Matrix-Schaltungen bzw. LED-Matrix-Switches) weiter. Diese LED-Matrixschaltungen spielen dann die vom LED-Lichtsteuergerät vorgegebenen Sequenzen ab. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in der
DE 10 2006 031 679 A1 gegeben.
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Aus der
EP 3 144 181 B1 ist es bekannt, in einem LED-Controller einen Speicher vorzusehen, in dem unterschiedliche Sequenzen gespeichert sind, die abrufbar sind. Der LED-Controller weist eine Eingangsschnittstelle auf, die mit einem Bus verbunden sein kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine kostengünstige Steuereinrichtung anzugeben, die insbesondere aufgrund ihrer geringen Kosten auch in Fahrzeugen im unteren Preissegment eingesetzt werden kann, sowie ein Verfahren zur einfachen Programmierung einer Steuereinrichtung anzugeben.
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Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Programmierung einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer Lichtquellenanordnung, insbesondere LED-Lichtquellenanordnung, die Lichtquellen, insbesondere LEDs, und Bypassschaltungen von Lichtquellen oder Leistungsquellen für Lichtquellen umfasst, mit den Verfahrensschritten:
- a. Anschließen der Steuereinrichtung an eine Lichtquellenanordnung,
- b. Verbinden der Steuereinrichtung und/oder der Lichtquellenanordnung mit einem Anlernmodul,
- c. Versetzen der Steuereinrichtung in einen Anlernmodus,
- d. An- und Ausschalten der Lichtquellen der Lichtquellenanordnung gemäß einer vorgegebenen Sequenz durch das Anlernmodul,
- e. Erfassen der sich ändernden Zustände der Lichtquellen durch die Steuereinrichtung,
- f. Speichern der erfassten Zustände.
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Durch dieses Verfahren ist es nicht notwendig, an der Steuereinrichtung ein aufwendiges Programmierinterface vorzusehen. Der Steuereinrichtung kann eine Sequenz, die einer animierten Lichtfunktion entspricht, der Steuereinrichtung einmalig „vorgespielt“ werden und die Steuereinrichtung kann sich diese Sequenz dann dauerhaft merken. Die (LED-)Lichtquellen können in einer Reihenschaltung angeordnet sein. Das Ausschalten einer (LED-)Lichtquelle kann dabei dadurch erfolgen, dass eine Bypassschaltung der entsprechenden (LED-)Lichtquelle leitend geschaltet wird. Das Erfassen von sich ändernden Zuständen der (LED-) Lichtquellen durch die Steuereinrichtung umfasst daher auch das Erfassen von Zuständen von Bypassschaltungen der (LED-)Lichtquellen, da diese unmittelbar mit dem Zustand der entsprechenden (LED-)Lichtquelle zusammenhängen. Weiterhin kann erfasst werden, in welcher Reihenfolge sich die unterschiedlichen Zustände der (LED-)Lichtquellen einstellen und wie lange die entsprechenden Zustände andauern. Anstelle von Bypassschaltungen können Leistungsquellen vorgesehen sein, wobei jeder Lichtquelle eine eigene Leistungsquelle zugeordnet sein. Die Leistungsquellen können ein- und ausgeschaltet werden. Mit einem solchen Programmierverfahren ist es möglich, die Steuereinrichtung besonders einfach, kostengünstig und schnell mit geringem Hardwareaufwand zu programmieren. Die Steuereinrichtung kann einfach aufgebaut sein, da nur eine oder mehrere nicht variable Sequenzen gespeichert werden müssen. Es ist kein Prozessor oder dgl. notwendig, um variable Sequenzen zu erzeugen.
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Das Speichern der erfassten Zustände kann beim Verlassen des Anlernmodus erfolgen. Die Speicherung kann daher automatisch erfolgen. Der Anlernmodus kann durch ein Signal ein- bzw. ausgeschaltet werden.
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Gemäß einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass mehrere unterschiedliche Sequenzen angelernt werden. Dabei ist es denkbar, dass unterschiedliche Sequenzen im gleichen Anlernmodus angelernt werden. Weiterhin ist es denkbar, dass der Anlernmodus nacheinander mehrmals eingeschaltet wird und jeweils eine Sequenz in einem Anlernmodus erfasst und gespeichert wird. Wenn mehrere Sequenzen in der Steuereinrichtung gespeichert werden, ist es vorteilhaft, wenn diese codiert oder mit einer Adresse gespeichert werden, damit sie anschließend individuell abrufbar sind und die LED-Lichtquellen entsprechend angesteuert werden können. Die Auswahl kann zum Beispiel über eine oder mehrere Steuerleitungen deren Zustand einer „Adresse“ entspricht (Adresse ist hier nicht im Sinne einer „digitalen Adresse“ zu verstehen), erfolgen. Mit einem Steuereingang der nur low oder high unterscheiden kann wären dann zwei Sequenzen auswählbar. Durch Beschaltung eines Spannungsteilers an diesen Eingang könnte auch mehr als zwei Sequenzen ausgewählt werden wenn der Eingang eine Diskriminatorschaltung besitzt die mehr als zwei Zustände erkennen kann.
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Die Steuereinrichtung kann durch das Verbinden mit dem Anlernmodul oder durch ein Anlernmodussignal in den Anlernmodus versetzt werden. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Steuereinrichtung automatisch durch das Verbinden mit dem Anlernmodul in den Anlernmodus versetzt wird und anschließend beim Trennen von dem Anlernmodul der Anlernmodus beendet wird und die erfassten Zustände gespeichert werden. Dadurch kann auf einen Eingang für ein Anlernmodussignal bei der Steuereinrichtung verzichtet werden und diese noch kostengünstiger aufgebaut werden.
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Gemäß einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass als Anlernmodul eine Endprüfeinrichtung verwendet wird. Dadurch ist es möglich, relativ spät in der Fertigung, nämlich während der Endprüfung der Steuereinrichtung, eine Lichtfunktion zu programmieren. Dies ermöglicht es, eine Anpassung der Steuereinrichtung an den OEM oder ein Fahrzeug, in dem die Steuereinrichtung eingesetzt werden soll, vorzunehmen. Während der Endprüfung kann somit eine Sequenz, die einer animierten Lichtfunktion entspricht, durch die Endprüfeinrichtung vorgespielt werden und im Anlernmodus durch die Steuereinrichtung gespeichert werden. Nach erfolgter Programmierung kann es ausreichend sein, eine Spannung, bspw. eine Versorgungsspannung der Steuereinrichtung oder eine Versorgungsspannung einer (LED-)Lichtquelle, an die Steuereinrichtung anzulegen, um die gespeicherte Sequenz, d.h. das Abspielen der animierten Lichtfunktion, zu starten.
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Die (LED-)Lichtquellen können durch Schalten einer zugeordneten Bypassschaltung oder durch Zu-/ und Wegschalten von den Lichtquellen zugeordneten Leistungsquellen an- und ausgeschaltet werden. Während der Programmierung können insbesondere die Bypassschaltungen der (LED-)Lichtquellen durch das Anlernmodul angesteuert werden, um dadurch die (LED-)Lichtquellen an- und auszuschalten. Zu- und Wegschalten ist gemeint, dass die Leistungsquellen selbst an- und ausgeschaltet werden können oder ein Schalter zwischen Leistungsquelle und Lichtquelle geschaltet werden kann.
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Wie oben bereits erwähnt, können die Zustände der Lichtquellen, insbesondere LEDs, in ihrer zeitlichen Reihenfolge und ihrer jeweiligen Dauer erfasst werden.
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Die Zustände können erfasst werden, indem die an den Schalterpins der Steuereinrichtung anliegenden elektrischen Signale erfasst werden. Dabei können die Schalterpins mit den Bypassschaltungen verbunden sein. Somit kann auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Programmierung einer Steuereinrichtung mit einer animierten Lichtfunktion, d. h. einer Sequenz, gemäß der Lichtquellen bzw. Bypassschaltungen von Lichtquellen angesteuert werden, erfolgen.
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In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer (LED-)Lichtquellenanordnung, wobei die Steuereinrichtung Schalterpins, die mit der (LED-)Lichtquellenanordnung verbunden oder verbindbar sind, und einen Speicher zur Speicherung zumindest einer Sequenz aufweist, gemäß der die (LED-)Lichtquellenanordnung ansteuerbar ist, wobei die Steuereinrichtung busschnittstellenfrei ist. Dadurch, dass die Steuereinrichtung keine Busschnittstelle aufweist, kann diese besonders kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere, wenn die Steuereinrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren programmierbar ist, ist es nicht notwendig, ein (LED-)Steuergerät zur Erzeugung der animierten Lichtfunktionen (Sequenzen) vorzusehen. Die Steuereinrichtung kann vollständig autark agieren. Das Abspielen der gespeicherten Sequenzen kann bspw. nach Anlegen der Versorgungsspannung automatisch erfolgen. Die Steuereinrichtung kann Bestandteil eines sogenannten LED-Matrix-Switch sein. Dieser LED-Matrix-Switch kann außerdem die Bypassschaltungen der (LED-)Lichtquellen aufweisen. Der LED-Matrix-Switch und die LED-Lichtquellenanordnung können auf einem LED-Board angeordnet sein. Die (LED-)Lichtquellen können in einer Reihen- und/oder Parallelschaltung verschaltet sein.
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Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Steuereinrichtung eingerichtet ist, einen Anlernmodus einzunehmen. Im Anlernmodus kann der Steuereinrichtung eine Sequenz vorgespielt werden, die in der Steuereinrichtung gespeichert wird, um anschließend, außerhalb des Anlernmodus, die (LED-)Lichtquellen gemäß der programmierten bzw. gespeicherten Sequenz anzusteuern.
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Dabei kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, im Anlernmodus die an den Schalterpins anliegenden Signale zu erfassen. Es ist somit nicht notwendig, ein separates Programmierinterface vorzusehen, um die Steuereinrichtung mit einer Sequenz zu programmieren.
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Insbesondere kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, die den erfassten Signalen zugeordneten Zustände über der Zeit im Speicher abzuspeichern.
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Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Steuereinrichtung einen Anlernsignaleingang aufweist. Durch ein solches Anlernsignal kann die Steuereinrichtung in den Anlernmodus versetzt werden bzw. kann der Anlernmodus ausgeschaltet werden und eine automatische Speicherung der erfassten Zustände bewirkt werden.
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Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, bei Anlegen eines Spannungssignals die (LED-)Lichtquellen oder diesen zugeordnete Bypassschaltungen oder Leistungsquellen gemäß einer gespeicherten Sequenz anzusteuern. Bei dem Spannungssignal kann es sich um eine Versorgungsspannung der Steuereinrichtung oder um einen Spannungspegel, an den die (LED-)Lichtquellen angeschlossen sind, handeln.
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Wenn die Steuereinrichtung einen Auswahlsignaleingang aufweist, über den ein Auswahlsignal zur Auswahl einer gespeicherten Sequenz empfangen werden kann, können in dem Speicher mehrere Sequenzen gespeichert sein und über das Auswahlsignal kann eine Sequenz ausgewählt werden, die anschließend abgespielt werden kann. Somit kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, nicht nur eine einzige Sequenz abzuspielen, sondern je nach Auswahlsignal unterschiedliche Sequenzen abzuspielen.
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Es ist jedoch nicht vorgesehen, dass die Steuereinrichtung nachträglich programmierbar ist oder dass die Sequenzen, die abgespeichert sind, nachträglich geändert oder variiert werden können.
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Weiterhin fällt in den Rahmen der Erfindung ein Scheinwerfer mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, die an eine (LED-)Lichtquellenanordnung angeschlossen ist, wobei die Steuereinrichtung an ein (LED-)Lichtsteuergerät busfrei angeschlossen ist. Dadurch ergibt sich ein besonders kostengünstig aufgebauter Scheinwerfer, da auf eine Busverbindung zwischen einem (LED-)Lichtsteuergerät und der Steuereinrichtung verzichtet werden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigen, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
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In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: einen Teil eines LED-Scheinwerfers;
- 2: einen Teil eines LED-Scheinwerfers mit angeschlossenem Anlernmodul;
- 3: ein Schaubild zur Verdeutlichung der möglichen Programmierung einer Steuereinrichtung.
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Die 1 zeigt einen Teil eines Scheinwerfers 1, insbesondere eines LED-Scheinwerfers. Ein (LED-)Steuergerät 2 weist DC-Anschlüsse LED+ und GND auf, an die eine (LED-)Lichtquellenanordnung 3 angeschlossen ist. Die (LED-)Lichtquellenanordnung 3 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Lichtquellen LEDs LED1 bis LEDn auf. Diese sind in einer Reihenschaltung verschaltet. Die (LED-)Lichtquellenanordnung 3 ist auf einem LED-Board 4 angeordnet. Parallel zu jeder Lichtquelle LED1 bis LEDn ist eine Bypassschaltung SW1 bis SWn geschaltet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Bypassschaltungen SW1 bis SWn in einer LED-Matrix-Schaltung 5 (LED-Matrix-Switch) angeordnet. Die LED-Matrix-Schaltung 5 ist ebenfalls auf dem LED-Board 4 angeordnet.
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Die LED-Matrixschaltung 5 weist eine Steuereinrichtung 6 auf, die einen Speicher 7 aufweist. Die Steuereinrichtung 6 weist Schalterpins p1 bis pn auf, die mit den Bypassschaltungen SW1 bis SWn verbunden sind. Somit lassen sich die Bypassschaltungen SW1 bis SWn durch die Steuereinrichtung 6 über die Schalterpins p1 bis pn ansteuern.
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Wenn demnach die Lichtquellenanordnung 3 an LED+ und GND angeschlossen ist und sämtliche Bypassschaltungen SW1 bis SWn geöffnet sind, leuchten alle Lichtquellen LED1 bis LEDn. Einzelne Lichtquellen LED1 bis LEDn können ausgeschaltet werden, indem diese überbrückt werden. Dazu werden die entsprechenden Bypassschaltungen SW1 bis SWn über die Schalterpins p1 bis pn angesteuert und somit geschlossen. Die Lichtquelle LED1 kann bspw. ausgeschaltet werden, indem die Bypassschaltung SW1 geschlossen wird. Durch Ansteuerung der Bypassschaltungen SW1 bis SWn über die Schalterpins p1 bis pn können somit Lichtquellen LED1 bis LEDn in einer vorgegebenen Reihenfolge und für eine vorgegebene Zeit an- bzw. ausgeschaltet werden. Diese Folge von Zuständen des Ein- und Ausschaltens wird als Sequenz bezeichnet. Über eine solche Sequenz kann eine animierte Lichtfunktion realisiert werden.
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Der 1 kann man entnehmen, dass die LED-Matrix-Schaltung 5 und insbesondere die Steuereinrichtung 6 keine Busschnittstelle aufweist. Dementsprechend sind weder die Steuereinrichtung 6 noch die LED-Matrix-Schaltung 5 über einen Bus mit dem LED-Lichtsteuergerät 2 verbunden. Die LED-Matrixschaltung 5 ist lediglich an den Versorgungsspannungseingang Vsup des (LED-)Lichtsteuergeräts 2 angeschlossen. Die Versorgungsspannung muss nicht zwingend vom Lichtsteuergerät kommen. Das könnte auch eine Versorgungsspannung aus dem Bordnetz sein.
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Die Steuereinrichtung 6 weist einen optionalen Anlernsignaleingang PRG auf, über den die Steuereinrichtung 6 in einen Anlernmodus versetzt werden kann. Weiterhin zeigt die 1, dass die Steuereinrichtung 6 einen optionalen Auswahlsignaleingang 9 aufweist, über den eine im Speicher 7 gespeicherte Sequenz ausgewählt werden kann, sollten in dem Speicher 7 mehrere unterschiedliche Sequenzen gespeichert sein.
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Die 2 zeigt das LED-Board 4, an das ein Anlernmodul 10 angeschlossen ist. Bei dem Anlernmodul 10 handelt es sich um eine Endprüfeinrichtung, mit der die Funktionsweise der (LED-)Lichtquellenanordnung 3 überprüft werden kann.
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Zum Anlernen einer Sequenz wird die Steuereinrichtung 6 über eine beliebige Schnittstelle, bspw. über den Anlernsignaleingang PRG, in einen Anlernmodus versetzt. Danach erfolgt die Vorgabe der Sequenz durch das mit der LED-Lichtquellenanordnung 3 verbundene Anlernmodul 10. Bspw. durch Kurzschließen einzelner Lichtquellen LED1 bis LEDn in dem Anlernmodul 10 kann ein über der Zeit variierendes Lichtmuster erzeugt werden. Die Steuereinrichtung 6 kann im Anlernmodus die sich ändernden elektrischen Zustände der Lichtquellen LEDs LED1 bis LEDn und die Zeitdauer jedes Zustands (Lichtquelle an oder aus) erfassen. Bei Verlassen des Anlernmodus, bspw. durch eine Änderung des Signals am Eingang PRG, kann eine Speicherung der so erfassten Sequenz im Speicher 7 ausgelöst werden. Befindet sich die Steuereinrichtung 6 nicht im Anlernmodus, so kann die Steuereinrichtung 6 bei jedem Anschalten von sich aus die angelernte Sequenz ausführen. Die Generierung der Sequenzen erfolgt somit in der Steuereinrichtung 6 selbst. Eine aufwendige Busschnittstelle kann entfallen. Dadurch, dass die Sequenzen relativ spät in der Fertigung, nämlich während der Endprüfung gespeichert werden, kann eine Anpassung der Steuereinrichtung 6 auf einen bestimmten OEM oder ein bestimmtes Fahrzeug vorgenommen werden.
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Die 3 zeigt beispielhaft einen möglichen Ablauf der Programmierung einer Sequenz. Nachdem die Steuereinrichtung 6 in den Anlernmodus versetzt wurde, gibt das Anlernmodul eine Sequenz von außen vor, indem es einzelne Lichtquellen LED1 bis LEDn kurzschließt. Die Steuereinrichtung 6 liest die an ihren Schalterpins p1 bis pn anliegenden elektrischen Signale mit und speichert diese Zustände über der Zeit ab, sobald der Anlernmodus beendet wird, z. B. mit negativer Flanke des PRG-Signals.
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Zunächst wird die Steuereinrichtung 6 durch das Signal Vsup angeschaltet. Anschließend wird der Anlernmodus durch das Anlernmodussignal PRG angeschaltet. Dann wird eine Sequenz abgespielt, wobei der Schalterpin p1 als erstes erfasst, dass die Lichtquelle LED1 eingeschaltet wurde. Zeitlich danach erfasst der Schalterpin p2, dass die Lichtquelle LED2 angeschaltet wurde. Noch später wird durch den Schalterpin pn erfasst, dass die Lichtquelle LEDn angeschaltet wurde. Alle Lichtquellen LED1, LED2 und LEDn bleiben an, bis der Anlernmodus beendet wird, indem der Signalpegel des Anlernmodussignals PRG geändert wird. Die erfasste Sequenz wird zu diesem Zeitpunkt gespeichert.
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Grundsätzlich ist es unerheblich, wie der Wechsel in den Anlernmodus erfolgt und wie dieser wieder beendet wird. Es ist auch vorstellbar, dass das Anlernen nur ein Mal oder mehrfach ausgeführt wird. Auch ist es denkbar, dass mehrere Sequenzen abgespeichert werden, die dann später über ein zusätzliches Auswahlsignal ausgewählt werden können, um dann von der Steuereinrichtung 6 abgespielt zu werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006031679 A1 [0002]
- EP 3144181 B1 [0003]
