DE10300828C5 - Ansteuerung für einen mit Gleichstrom betriebenen Türöffner und Verfahren zur Ansteuerung eines mit Gleichstrom betriebenen Türöffners - Google Patents
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Abstract
eine Zeitsteuervorrichtung (2), die den Anfang und die Dauer des bestimmten Zeitabschnitts bestimmt,
wobei die Zeitsteuervorrichtung (2) ein erstes Zeitglied umfasst, das den Anfang des bestimmten Zeitabschnittes nach einer Zuführung einer Versorgungsspannung (UBT) für den Türöffner (TÖ) festlegt,
wobei die Zeitsteuervorrichtung (2) ein zweites Zeitglied umfasst, das die Dauer des bestimmten Zeitabschnittes festlegt, und
wobei der bestimmte Zeitabschnitt mit der gepulsten Gleichspannung erst beginnt nachdem ein weiterer bestimmter Zeitabschnitt verstrichen ist, in dem ein Benutzer eine Tür, deren Türöffner nicht verklemmt ist, bereits passiert hätte.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Ansteuerelektronik für einen mit Gleichstrom betriebenen Türöffner.
- Allgemein können elektrische Türöffner mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom angesteuert werden. Bei einer Ansteuerung mit Wechselstrom entsteht ein Brummton, der als störend empfunden wird, insbesondere wenn die angesteuerte Tür für eine längere Zeit, z. B. mehrere Stunden, entriegelt werden soll. Bei einer Ansteuerung mit Gleichstrom führt schon eine sehr geringe Vorlast auf die Türöffner-Falle dazu, dass sich der Türöffner verklemmt und die Tür nicht freigegeben wird. Schon die durch eine Türdichtung hervorgerufene Vorlast kann ausreichen, den Türöffner zu verklemmen, was dazu führt, dass die Tür nicht geöffnet wird.
- Stand der Technik
- Die
DE 196 04 644 C2 beschreibt eine Schließvorrichtung für eine Tür mit Schwenkfalle, Sperrhebel und elektrisch betätigtem Blockierhebel, bei der die Blockier- und Freigabestellung von außen mittels Codeeingabeeinrichtung angesteuert werden kann. Die Verwendung einer Öffnungssteuerungselektronik wird hier ohne nähere Details erwähnt. - Die
DE 101 16 571 A1 beschreibt einen Arbeitsstromtüröffner, der im Wesentlichen aus einem Verriegelungselement und einer durch einen Elektromagneten entriegelbaren Falle besteht, wobei der Elektromagnet durch Wechselstrom oder einem periodisch unterbrochenem Gleichstrom bestromt wird. - Aufgabenstellung
- Es ist daher die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Ansteuerung für einen Türöffner bereitzustellen, die eine Geräuschbelästigung vermeidet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ansteuerelektronik für einen mit Gleichstrom betriebenen Türöffner nach dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den diesen nachgeordneten Unteransprüchen.
- Erfindungsgemäß wird die mögliche Vorlast bei mit Gleichstrom betriebenen Türöffnern erhöht, ohne dass ein entsprechend einer Wechselstrombestromung entstehender Brummton auftritt.
- Alternativ oder zusätzlich dauert der bestimmte Zeitabschnitt nach der Erfindung vorteilhaft etwa zwischen 0,2 Sekunden und 10 Sekunden, vorzugsweise etwa zwischen 0,2 Sekunden und 5 Sekunden, weiter vorzugsweise etwa 1,5 Sekunden an.
- Es ist aber auch möglich, dass ein gepulster Betrieb immer erfolgt, jedoch nicht direkt am Anfang der Bestromung, sondern erst nachdem ein bestimmter Zeitabschnitt verstrichen ist, in dem ein Benutzer eine Tür, deren Türöffner nicht verklemmt ist, bereits passiert hätte. Auf diese Weise wird der durchschnittliche Benutzer, der keine zu frühe Vorspannung auf die Tür ausübt, nicht mit dem durch das Pulsen der Gleichspannung eventuell entstehenden kurzen Brummgeräusche belästigt, da dieses erst erfolgt, nachdem die Tür passiert wurde. Weiterhin wird aber auch dem eiligen Benutzer, der schon zu früh eine Vorspannung auf die Tür ausgeübt hat, eine erneute Anforderung einer Öffnung der Tür erspart.
- Erfindungsgemäß erfolgt das Pulsen der Gleichspannung vorteilhafter Weise mit einer Frequenz etwa zwischen 10 Hz und 200 Hz, vorzugsweise etwa zwischen 10 Hz und 100 Hz, weiter vorzugsweise etwa von 50 Hz oder 60 Hz. Diese Frequenzen sichern, dass der erfindungsgemäß angesteuerte Türöffner nicht verklemmt und insbesondere bietet die weiter vorzugsweise Ausführungsform den Vorteil, dass ein Benutzer kein ihm ungewohntes Brummen oder Pfeifen hört, sondern einen dem üblichen Netzbrummen entsprechenden Ton.
- Vorteilhafter Weise wird erfindungsgemäß eine zugeführte Versorgungsspannung für den Türöffner während eines bestimmten Zeitabschnittes gepulst und sonst unverändert an den Türöffner weitergeleitet, insbesondere durch die Bestromungsvorrichtung. In dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Ansteuerelektronik nach der Erfindung einfach zwischen eine herkömmliche Stromversorgung und einen herkömmlichen Türöffner geschaltet werden und wird durch die herkömmliche Ansteuerung aktiviert, wonach die erfindungsgemäßen Vorteile ohne weiteres Dazutun erreicht werden.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Bestromungsvorrichtung ein Transistor, vorzugsweise ein MOSFET.
- In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Ansteuerelektronik eine Oszillatorvorrichtung auf, die die Bestromungsvorrichtung während eines bestimmten Zeitabschnittes so ansteuert, dass an den Türöffner eine gepulste Versorgungsspannung angelegt wird.
- In diesem Fall umfasst die Oszillatorvorrichtung in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen als Oszillator geschalteten Schmitt-Trigger.
- Vorteilhafterweise umfasst das erste Zeitglied in einer noch weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen Schmitt-Trigger, an dessen Eingang ein gegen die Versorgungsspannung für den Türöffner geschalteter Kondensator und ein gegen Masse geschalteter Widerstand angeschlossen sind.
- Vorteilhafterweise umfasst das zweite Zeitglied in einer noch weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen Schmitt-Trigger, an dessen Eingang ein gegen die Versorgungsspannung für den Türöffner geschalteter Widerstand und ein gegen Masse geschalteter Kondensator angeschlossen sind.
- Bei einer solchen Ausführung aller drei zuvor angesprochenen Baugruppen mit Schmitt-Triggern wird eine vorteilhafte Hintereinanderschaltung der drei Baugruppen möglich, wie sie nachfolgend noch detailliert beschrieben wird. Weiter ist ein sehr kompakter Aufbau möglich. Bei einem selbstsperrenden MOSFET als Bestromungsvorrichtung sind die Schmitt-Trigger vorteilhafter Weise als invertierende Schmitt-Trigger ausgeführt.
- In einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Ansteuerelektronik einen Spannungsregler zur Versorgung der Ansteuerelektronik aus einer Versorgungsspannung für den Türöffner auf. In diesem Fall kann die erfindungsgemäße Ansteuerelektronik, deren Zeitkonstanten sich in der Regel aus der daran angelegten Versorgungsspannung ergeben, für mit den unterschiedlichsten Spannungen arbeitende Türöffner eingesetzt werden, ohne dass Änderungen oder Anpassungen notwendig sind.
- Die zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten und vorteilhaften Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.
- Es versteht sich, dass die Ansteuerelektronik auch direkt an eine vorhandene Versorgungsspannung (Gleichspannung) angeschlossen werden kann.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
- Es zeigen:
-
1 : Ein Blockschaltbild einer Ansteuerung eines Türöffners; -
2 : eine Türöffneransteuerung nach einer beispielhaften bevorzugten Ausgestaltung der Erfin dung; und -
3 : den Verlauf einer an die in der1 gezeigten Türöffneransteuerung angelegten Eingangsspannung und der von dieser erzeugten Ausgangsspannung, wobei dieser Verlauf nicht unter den Schutzumfang des Anspruches 1 fällt. - Ausführungsbeispiel
- In der Figur wird die prinzipielle Ansteuerung eines Türöffners TÖ dargestellt. Ein Netzteil
1 versorgt eine Türöffneransteuerung mit der notwendigen Vorsorgungsspannung über eine Verbindung5 . Die Verbindung5 geht dabei an ein Zeitglied2 , dessen Ausgangssignale über eine Verbindung6 an einem Oszillator3 gehen. Der Oszillator3 steuert über eine Verbindung7 eine Endstufe4 an, deren Ausgangssignal über eine Verbindung9 dem Türöffner TÖ zugeführt wird. Von der Endstufe4 wird über eine Verbindung8 eine Rückkoppelung zu dem Zeitglied2 geschaltet. - In der
2 wird ein Ausführungsbeispiel der Prinzipschaltung nach1 wiedergegeben. - Eine in der
2 gezeigte Türöffneransteuerung nach einer beispielhaften bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist einen selbstsperrenden N-Kanal MOSFET T1 in Source-Schaltung auf, dessen Source an Masse liegt, über den ein Türöffner TÖ bestromt wird, der zwischen dem Drain-Anschluss des MOSFETs T1 und einer positiven Versorgungsspannung UBT des Türöffners liegt. Parallel zu dem Türöffner TÖ ist eine Diode D3 geschaltet, deren Anode an dem Drain-Anschluss des MOSFETs T1 liegt und deren Kathode an der positiven Versorgungsspannung UBT des Türöffners liegt. - Das Gate des MOSFETs T1 wird über eine Parallelschaltung eines Widerstandes R5 und eines Kondensators C4 von dem Ausgang eines Oszillators angesteuert, der aus einem invertierenden Schmitt-Trigger S3 besteht, zwischen dessen Eingang und Masse ein Kondensator C3 geschaltet und zwischen dessen Eingang und Ausgang ein Widerstand R4 geschaltet ist, wobei der Ausgang des dritten invertierenden Schmitt-Triggers S3 gleichzeitig der Ausgang des Oszillators ist.
- In dieser Konfiguration schwingt der Oszillator bei dem Anlegen einer Versorgungsspannung an den invertierenden Schmitt-Trigger S3 mit einer durch den Widerstand R4 und den Kondensator C3 sowie die Hysterese und die Schwellenspannungen des invertierenden Schmitt-Triggers S3 bestimmten Frequenz und steuert so den MOSFET T1 so an, dass dieser den Türöffner TÖ gepulst bestromt, wenn eine positive Versorgungsspannung UBT des Türöffners angelegt ist.
- Der Eingang des invertierenden Schmitt-Triggers S3 ist über eine Diode D2, deren Anode mit dem Eingang des invertierenden Schmitt-Triggers S3 verbunden ist, mit einem zweiten Zeitglied verbunden, dessen Ausgang der Ausgang eines invertierenden Schmitt-Triggers S2 ist, zwischen dessen Eingang und Masse ein Kondensator C2 geschaltet ist, aufgrund der höheren Speicherleistung vorzugsweise ein Elektrolytkondensator, und zwischen dessen Eingang und der Versorgungsspannung UBA der Ansteuerelektronik ein Widerstand R3 geschaltet ist. Das zweite Zeitglied bestimmt die Dauer der gepulsten Bestromung des Türöffners TÖ, da der Ausgang des invertierenden Schmitt-Triggers S2 den Eingang des invertierenden Schmitt-Triggers S3 auf Masse zieht, wenn der Kondensator C2 über den Widerstand R3 über die Schwelleneinschaltspannung des invertierenden Schmitt-Triggers S2 aufgeladen ist.
- In dieser Konfiguration ist die Dauer der gepulsten Bestromung durch den Widerstand R3 und den Kondensator C2 sowie die Schwellenspannungen des invertierenden Schmitt-Triggers S2 bestimmt.
- Der Eingang des invertierenden Schmitt-Triggers S2 ist über eine Reihenschaltung einer Diode D1 und eines Widerstandes R2, deren Anode mit dem Eingang des invertierenden Schmitt-Triggers S2 verbunden ist, mit einem ersten Zeitglied verbunden, dessen Ausgang der Ausgang eines ersten invertierenden Schmitt-Triggers S1 ist, zwischen dessen Eingang und Masse ein Widerstand R1 geschaltet ist und zwischen dessen Eingang und der Versorgungsspannung UBA der Ansteuerelektronik ein Kondensator C1 geschaltet ist. Das erste Zeitglied bestimmt den Anfang der gepulsten Bestromung des Türöffners TÖ, da der Ausgang des invertierenden Schmitt-Triggers S1 den Eingang des invertierenden Schmitt-Triggers S2 auf Masse zieht und so den Kondensator C2 entlädt bzw. entladen hält, bis der Kondensator C1 über den Widerstand R1 soweit aufgeladen ist, dass die über dem Widerstand R1 abfallende Spannung unter die Schwellenausschaltspannung des invertierenden Schmitt-Triggers S1 abgesunken ist.
- In dieser Konfiguration ist der Anfang der gepulsten Bestromung durch den Widerstand R1 und den Kondensator C1 sowie die Schwellenspannungen des invertierenden Schmitt-Triggers S1 bestimmt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Zeitglied so eingestellt, dass der Kondensator C2 des zweiten Zeitgliedes möglichst schnell entladen und direkt danach zum Aufladen über den Widerstand R3 freigegeben wird, wodurch ein gepulster Betrieb des Türöffners TÖ am Anfang des Betrie bes des Türöffners TÖ mit einer nachfolgenden Dauerbestromung erfolgt.
- Die Versorgungsspannung UBA der Ansteuerelektronik wird z. B. von einem Spannungsregeler erzeugt, der aus einer zwischen der Versorgungsspannung UBT des Türöffners TÖ und Masse geschalteten Reihenschaltung eines Widerstandes R6 und einer Zenerdiode ZDF, wobei die Anode der Zenerdiode ZD1 an Masse liegt, einem NPN-Transistor T2, dessen Kollektor an der Versorgungsspannung UBT des Türöffners TÖ liegt und dessen Basis an dem Verbindungspunkt des Widerstandes R6 und der Zenerdiode ZD1 liegt, und einem Widerstand R7 besteht, der zwischen den Emitter des NPN-Transistors T2 und Masse geschaltet ist. Die Versorgungsspannung UBT der Ansteuerelektronik liegt in diesem Fall an dem Emitter des NPN-Transistors T2 an. Der Spannungsregeler kann als zu der Ansteuerelektronik zugehörig betrachtet werden.
- Liegt also die Versorgungsspannung UBT des Türöffners TÖ an der erfindungsgemäßen Ansteuerelektronik an, so erfolgt automatisch die erfindungsgemäße Bestromung des Türöffners TÖ über den Schalttransistor, hier den MOSFET T1.
- Die
3 zeigt im oberen Teil einen beispielhaften Verlauf einer Eingangsspannung der Ansteuerelektronik, hier die Versorgungsspannung UBT des Türöffners TÖ, und im unteren Teil den Verlauf der korrespondierenden Ausgangsspannung der Ansteuerelektronik, d. h. der am Türöffner TÖ tatsächlich anliegenden Spannung, mit einem gepulsten Betrieb am Anfang. - Die erfindungsgemäße Ansteuerelektronik ist vom Bauraumbedarf klein gehalten und kann mit einem Netzteil zusammengefasst sein. Vorteilhafter Weise wird die Eingangs- und Ausgangsspannung durch aufsteckbare Anschlussklemmen an eine die Ansteuerelektronik enthaltende Platine angelegt, die bevorzugt verpolungssicher ausgelegt sind. Aufgrund der benötigten Leistungen sollten Drähte von einem Durchmesser bis 0,8 mm anschließbar sein. Die Schaltung ist weiter vorzugsweise gegen Verpolung und Vertauschen der Ein- und Ausgangsspannung gesichert.
-
- 1
- Netzteil
- 2
- Zeitglied
- 3
- Oszillator
- 4
- Endstufe
- 5
- Verbindung
- 6
- Verbindung
- 7
- Verbindung
- 8
- Verbindung
- 9
- Verbindung
- C1
- Kondensator
- C2
- Kondensator
- C3
- Kondensator
- Ca
- Kondensator
- R1
- Widerstand
- R2
- Widerstand
- R3
- Widerstand
- R4
- Widerstand
- R5
- Widerstand
- R6
- Widerstand
- R7
- Widerstand
- D1
- Diode
- D2
- Diode
- D3
- Diode
- ZD1
- Zenerdiode
- S1
- invertierender Schmitt-Trigger
- S2
- invertierender Schmitt-Trigger
- S3
- invertierender Schmitt-Trigger
- T1
- MOSFET
- T2
- NPN-Transistor
- UBA
- Versorgungsspannung der Ansteuerelektronik
- UBT
- Versorgungsspannung des Türöffners
- TÖ
- Türöffner
Claims (9)
- Ansteuerelektronik für einen mit Gleichstrom betriebenen Türöffner (TÖ) mit einer Bestromungsvorrichtung, die eine an den Türöffner (TÖ) angelegte Gleichspannung während eines bestimmten Zeitabschnittes einer Bestromung des Türöffners (TÖ) gepulst, und sonst unverändert an den Türöffner (TÖ) weiterleitet, aufweisend: eine Zeitsteuervorrichtung (
2 ), die den Anfang und die Dauer des bestimmten Zeitabschnitts bestimmt, wobei die Zeitsteuervorrichtung (2 ) ein erstes Zeitglied umfasst, das den Anfang des bestimmten Zeitabschnittes nach einer Zuführung einer Versorgungsspannung (UBT) für den Türöffner (TÖ) festlegt, wobei die Zeitsteuervorrichtung (2 ) ein zweites Zeitglied umfasst, das die Dauer des bestimmten Zeitabschnittes festlegt, und wobei der bestimmte Zeitabschnitt mit der gepulsten Gleichspannung erst beginnt nachdem ein weiterer bestimmter Zeitabschnitt verstrichen ist, in dem ein Benutzer eine Tür, deren Türöffner nicht verklemmt ist, bereits passiert hätte. - Ansteuerelektronik Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Zeitabschnitt variabel und/oder einstellbar ist und vorzugsweise etwa zwischen 0,2 Sekunden und 10 Sekunden, vorzugsweise etwa zwischen 0,2 Sekunden und 5 Sekunden, weiter vorzugsweise etwa 1,5 Sekunden andauert.
- Ansteuerelektronik nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulsen der Gleichspannung etwa mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 200 Hz, vorzugsweise etwa zwischen 10 Hz und 100 Hz, weiter vorzugsweise etwa von 50 Hz oder 60 Hz erfolgt.
- Ansteuerelektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromungsvorrichtung ein Transistor, vorzugsweise ein MOSFET ist.
- Ansteuerelektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Oszillatorvorrichtung (
3 ), die die Bestromungsvorrichtung während des bestimmten Zeitabschnitts so ansteuert, dass an den Türöffner (TÖ) eine gepulste Versorgungsspannung angelegt wird. - Ansteuerelektronik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatorvorrichtung (
3 ) einen als Oszillator geschalteten Schmitt-Trigger (S3) umfasst. - Ansteuerelektronik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zeitglied einen Schmitt-Trigger (S1) umfasst, an dessen Eingang ein gegen eine Versorgungsspannung (UBA) für die Ansteuerelektronik geschalteter Kondensator (C1) und ein gegen Masse geschalteter Widerstand (R1) angeschlossen sind.
- Ansteuerelektronik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zeitglied einen Schmitt-Trigger (S2) umfasst, an dessen Eingang ein gegen die Versorgungsspannung (UBA) für die Ansteuer elektronik geschalteter Widerstand (R3) und ein gegen Masse geschalteter Kondensator (C2) angeschlossen sind.
- Ansteuerelektronik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Spannungsregler (
1 ) zur Versorgung der Ansteuerelektronik aus einer Versorgungsspannung (UBT) für den Türöffner (TÖ).
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