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Vorrichtung mit veränderbarer Impedanz zur Helligkeitsregelung von
Lampen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit veränderbarer Impedanz;
die Vorrichtung kann beispielsweise als Lichtregler für Bühnen- oder Studiobeleuchtung
verwendet werden.
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Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung mit veränderbarer Impedanz
zur Helligkeitsregelung von Lampen angegeben; die Erfindung ist gekennzeichnet durch
einen Magneten, der an einer Mehrzahl durch im Magnetfeld zu betätigender Schalter
vorbeiführbar ist, und durch eine Mehrzahl von Impedanzelementen, die mit den Schaltern
so zusammengeschaltet sind, daß beim Bewegen des Magneten ein Schalter oder mehrere
Schalter gleichzeitig betätigt Werden und daß die Impedanz
der Schaltung
sich ändert.
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Als Schalter sind vorzugsweise Reed-Schalter vorgesehen, als Impedanzelemente
vorzugsweise Widerstände.
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Der Magnet wird so an einem Schwenkarm angebracht, daß beim Verschwenken
des Arms der Magnet an den Reed-Schaltern entlangfährt. Bei dieser Anordnung können
die Reed-Schalter radialhinsichtlich des Drehpunkts des Arms angebracht werden.
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Eine magnetische Abschirmplatte mit radial verlaufenden Fingern zwischen
den Reed-Schaltern läßt sich zur Verbesserung der Arbeitsweise der Schalter verwenden.
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Die-Schaltung kann einen Spannungsteiler enthalten, der an eine Spannungsquelle
angeschlossen ist; der Spannungsteiler erhält Abgriffe an verschiedenen Punkten.
Die Abgreifpunkte werden dann über die Reed-Schalter und über im Vergleich zu dem
Spannungsteiler hohe Widerstände mit einer Ausgangsklemme verbunden, wobei an jeden
Abgreifpunkt ein Reed-Schalter und ein Widerstand angeschlossen sind.
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In einer abgewandelten Form der Schaltung können Widerstände vorgesehen
werden, die von den Schaltern in den Kreis eingeschaltet oder abgeschaltet werden
können, um den Gesamtwiderstand
der Schaltung zu verändern. Es
kann mehr als ein Magnet angewendet werden, um eine Anzahl Schalter gleichzeitig
betätigen zu können, und in einer bevorzugten Ausführungsform werden die Magnete
auf einer Scheibe angeordnet und arbeiten mit feststehenden Schaltern zusammen,
die mit gegenseitigem Abstand um die Scheibe herum angebracht sind.
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Die Vorrichtung mit veränderbarer Impedanz wird vorzugsweise verwendet,
um eine Steuerspannung für einen Lichtregler-Antriebskreis zu liefern, durch den
Lichtregler gesteuert werden, die mit Lampen in Serie geschaltet sind.
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Einige Ausführungsbeispiele für die Erfindung werden nachstehend an
Hand von Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen: Fig. 1 eine perspektivische
Ansicht eines erfindungsgemässen Geräts mit veränderbarem Widerstaid (einige Teile
sind weggelassen); Fig. Z ein Schaltschema für eine Hälfte des Geräts nach Fig.
1; Fig. 3 ein Schema für eine zweite Ausführungsform einer er-' findungsgemässen
Vorrichtung mit veränderbarer Impedanz.
Ein Magnet 10 (Fig. 1) ist
an einem Arm 11 angebracht, der um eine Welle 12 drehbar ist. Der Magnet kann an
jedem der sechs Reed-Schalter 13 bis 18 durch Betätigung eines Schaltgriffs 19,
der an dem Arm 11 angebracht ist, vorbeibewegt werden. Der Schaltgriff ist mit Hilfe
einer Feder 2o in Richtung auf eine Mittelstellung vorzuspannen.
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Die Reed-Schalter sind auf einer Seite einer Platte 21 angebracht,
deren andere Seite eine gedruckte Schaltung trägt, die die elektrischen Teile des
Geräts zusammenschaltet.
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Die eine Hälfte der Schalter ist gemäß Fig. 2 geschaltet; diese Schaltung
enthält ein Potentiometer aus den Widerständen R1 bis R4, die mit einer Spannungsquelle
der Klemmenspannung V verbunden sind. Die übrigen Schalter liegen in einer ähnlichen
Schaltung. Wird der Schalthebel 19 heruntergedrückt, arbeiten die Schalter in der
Schaltung nach Fig. 2 und liefern eine Steuerspannung, die stufenweise zunimmt und
an einer Ausgangsklemme 22 abnehmbar ist. Dadurch wird die Helligkeit von (nicht
gezeichneten) Lampen, die von der Steuerspannung über Lichtregler und LicWeglerantriebskreise
(nicht gezeichnet) geregelt werden, erhöht. Wird der Schalthebel aufwärts geführt,
so wird die Lampenhelligkeit durch Erzeugen einer umgekehrt gerichteten-Steuerspannung
vermindert.
In der Schaltung nach Fig. 2 liegen drei gleiche Widerstände
RS bis R7, die jeder einen Widerstandswert besitzen, der hoch ist gegenüber den
hintereinandergeschalteten Widerständen R1 bis R4, ferner ein Kondensator C zum
Verringern des Einflusses von Streukapazitäten auf einen an die Klemme 22 gelegten
Leiter, sowie ein Widerstand RX, dessen Widerstandswert hoch ist im Vergleich zu
den Widerständen R. Wenn alle Schalter geöffnet sind, das heißt, wenn der Schalthebel
19 sich in Mittellage befindet, sorgt der Widerstand RX, der sich ausserhalb des
Geräts befinden kann, dafür, daß die Ausgangsspannung Null ist.
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Wenn der Schalthebel 19 heruntergedrückt wird, legt sich der Magnet
zunächst neben den Schalter 18 und schließt diesen. Dann hat der Magnet gleichen
Abstand zu den Schaltern 17 und 18, und beide Schalter (17 und 18) werden geschlossen.
Wenn der Magnet sich dem Schalter 17 nähert, wird der Schalter 18 geöffnet.
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In der Tabelle wird die vollständige Folge der Schalterstellungen
angegeben, wobei C andeutet, daß der Schalter geschlossen ist, P dagegen, daß der
Schalter geöffnet ist.
| Stellung des Schalter Schalter Schalter Ausgangs- |
| Betätigungs- 18 17 16 spannung |
| hebels |
| Mittelstellung P P P 0 |
| neben Schalter 18 C P P 1 |
| zwischen den Schal- - - |
| tern 18 u. 17 C C P 2 |
| neben Schalter 17 P C P 3 |
| zwischen den Schal- |
| tern 17 u. 16 P C C 4 |
| neben Schalter 16 P P C 5 |
Unter der Annahme, daß die Spannung V und die Widerstände R1 bis R4 so gewählt wurden,
daß die Spannungen an den Punkten 23, 24 bzw. 25 1 bav. 3 bzw. 5 Volt sind, beträgt
die Ausgangsspannung bei geschlossenem Schalter 18 1 V. Ist der Schalter 17 geschlossen,
beträgt die Ausgangsspannung 3 V, und da die Widerstände R 5 und R 6 Bleichgroß
sind, beträgt die Ausgangsspannung bei geschlossenen Schaltern 17 und 18 2 V. Die
weiteren Spannungen sind in der Tabelle aufgeführt.
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Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist es nicht erforderlich, daß der Widerstand
RX einen im Vergleich zu den Widerständen R5, R6 und R7 hohen Widerstandswert aufweist,
noch daß er groß ist im Vergleich zu dem der Widerstände R1, R2,--R3 und R4, wenn
auch das Einhalten dieser Bedingungen die Berechnung -der erforderlichen Widerstaldswerte
vereinfacht. Ähnliche Ergebnisse
sind auch zu erzielen, wenn Widerstände
von gleicher Grössenordnung verwendet werden; die Bestimmung der-verschiedenen Widerstandsgrössen
ist schwieriger, jedoch kann der aus der Spannungsquelle mit der Klemmenspannung
V benötigte Strom verringert werden. Natürlich können die Widerstandswerte auch
so gewählt werden, daß eine nichtlineare Steuerbeziehung entsteht. Eine Abschirmplatte
26 aus magnetischem Material mit radial verlaufendenFingern 27 ist an der Platte
21 angebracht, um den Weg des magnetischen Flusses des Magnets 1o zu beeinflussen.
Durch die Formgebung des magnetischen Materials in der Nähe der Schalter kann deren
Arbeitsweise verbessert werden. Das Gerät mit veränderbarer Impedanz nach Fig. 1
ist als Baueinheit dargestellt, die in ein Gestell eingeschoben werden kann, das
weitere Bauelemente eines Beleuchtungssystems umfaßt. Dazu wird das Gerät auf einem
Rahmen 28 montiert und erhält einen Kontaktstreifen 29, mit dem es in das System
eingeschaltet werden kann.
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Nach Fig. 3 werden vier Magnete 1o bis 13 an den Umfangsrand einer
Kreisscheibe 14 gesetzt. Vier Reed-Schalter 15 bis 18 liegen in der Nähe der Kreisscheibe,
so daß beim Drehen der' Scheibe die Schalter nacheinander geschlossen werden. Magnete
und
Schalter sind so ausgeführt und derart angeordnet, daß zwei Schalter geschlossen
werden, wenn sich ein Magnet zwischen ihnen befindet. Zu Beginn der Drehbewegung
der Scheibe schließt zunächst der Schalter 15, dann der Schalter 16. Der Schalter
15 kann sich dann noch nicht öffnen, weil der Magnet 11 jetzt in der Stellung ist,
um den Schalter 15 geschlossen zu halten. Demnach werden alle Sdalter nacheinander
geschlossen und bleiben geschlossen, bis alle Schalter geschlossen sind. Bei weiterer
Drehung der Scheibe in gleicher Richtung öffnen sich die Schalter nacheinander.
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Wenn die Schalter 15 bis 18 sich schliessen, werden die Bleichgrossen
Widerstände 19 bis 22 nacheinander kurzgeschlossen. Wenn die Scheibe gedreht wird,
nimmt demnach der Widerstand zwischen den Klemmen 23 und 24 in gleichen Stufen ab.
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Als Reed-Schalter können auch solche Arten genommen werden, die in
Ruhe geschlossen sind und geöffnet werden, wenn ein Magnetfeld bestimmter Stärke
herangeführt wird. Der Widerstand zwischen den Klemmen 23 und 24 wäre dann Null,
bis die Magnete in Richtung auf die Schalter geführt werden, wodurch der Widerstand
dann natürlich in gleichmässigen Schritten zunimmt.
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Bei der praktischen Ausführung würden sehr viel mehr als vier
Magnete,
Reed-Schalter und Widerstände nötig sein, um einen grossen Regelbereich mit kleinen
Schritten zu überdecken. Die Kreisscheibe 14 kann natürlich durch eine verschiebbare
Platte ersetzt werden, die an einer Reihe von Schaltern entlangfährt. Statt die
Widerstände in Reihe zu schalten und einen Schalter parallel zu jedem Widerstand
zu legen, kann man die Widerstände parallel schalten, wobei mit jedem Widerstand
ein Schalter in Reihe liegt.
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Die Grössen der Widerstände müssen nicht notwendig gleich sein sondern
könnten auch eine geometrische Progression zeigen. Wenn drei Widerstände mit der
Grösse R, 2R und 4R in Reihe geschaltet sind, müssen zum Erreichen gleicher Widerstandsstufen
in der Schaltung die Schalter so angeordnet sein, daß die Widerstände folgendermaßen
kurzgeschlossen werden: alle Widerstände kurzgeschlossen, alle Widerstände, bis
auf den ersten, kurzgeschlossen, alle Widerstände, bis auf den zweiten, kurzgeschlossen,
alle Widerstände, bis auf den dritten, kurzgeschlossen, u.s.f..
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Eine Schaltung mit veränderbarem Widerstand, wie in Fig. 3 angegeben,
kann aus einer Energiequelle mit praktisch konstantem
Strom gespeist
werden, um eine veränderbare Ausgangsspannung zu erzielen, oder sie kann ihrerseits
eine Ausgangsspannung regeln, die an einem festen Widerstand abgenommen wird, der
in Reihe mit ihr und mit einer Quelle praktisch konstanter Spannung liegt, wobei
die Ausgangsspannung in beiden Fällen die Steuerspannung für einen Lichtreglerantriebskreis
liefert, welcher Lichtregler steuert, die die zu regelnden Lampen beeinflussen.