DE19715028A1 - Busfähige Geräte, insbesondere Dimmer, elektronische Transformatoren oder Vorschaltgeräte - Google Patents
Busfähige Geräte, insbesondere Dimmer, elektronische Transformatoren oder VorschaltgeräteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft busfähige Geräte, insbesondere Dimmer, elek
tronische Transformatoren oder Vorschaltgeräte, die zur Helligkeits
steuerung von Leuchten verwendet werden, gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Gebäude werden heute mit unterschiedlichen Bussystemen ausgerüstet,
die eine komfortabele Steuerung der Leuchten ermöglichen. Über die
Leitungen der Bussysteme werden Daten übertragen, die den Zustand
des Leuchtmittels verändern können. Als Bussystem können heute
beispielhaft genannt werden: Europäischer Installationsbus (EIB), Local
Area Network (LON) Feldbus Interbus S, European Home System (EHS).
Die Leuchten werden heute über busfähige Relais oder Dimmer ange
schlossen, die in der Regel nicht in den Leuchten integriert sind.
Diese busfähigen Relais oder Dimmer werden Aktoren genannt und
stellen die Verbindung zu dem benutzten Bussystem dar. Die Leuchten
haben unterschiedlichste Leistungsstufen und somit existieren auch
unterschiedlichste Leistungen der Aktoren. Hersteller, die Geräte für
die unterschiedlichen Bussysteme produzieren, müssen daher bestückte
Leiterplatten produzieren, die alle Kombinationen von Leistung und
Bussystem unterstützen. Bei 5 Leistungsstufen und 5 Bussystemen sind
25 Geräte mit den zugehörigen 25 Leiterplatten zu entwickeln, zu
produzieren und zu lagern. Diese hohe Anzahl von Leiterplatten erzeugt
einen erheblichen Aufwand in der Entwicklung und Herstellung, gerade
bei Geräten, die mit einer geringen Stückzahl verkauft werden. Eine
Reduzierung der Leiterplatten wird heute erreicht, indem trennbare
Leiterplatten oder Baugruppen entwickelt werden. In der Gebäude
systemtechnik, der EIBA, ist der Busankoppler bekannt, der als gleich
artige Baugruppe in mehreren Geräten eingesetzt wird. Hier bestehen
zwei Busankopplertypen, die an ein Zweidrahtbussystem (Twisted Pair)
und ein Netzübertragungssystem (Powerline) angeschlossen werden
können. Die Leiterplatten der sogenannten Anwendungsmodule werden
über eine Anwendungsschnittstelle (Ast) an die Busankoppler ange
schlossen. Diese Anwendungsmodule können auch Leistungsteile von
elektronischen Transformatoren oder Vorschaltgeräten sein. Es besteht
mehr und mehr der Wunsch, daß diese elektronischen Transformatoren
oder Vorschaltgeräte auch Betriebsdaten aussenden sollen. Als Betriebs
daten seien genannt: Kurzschluß der Lampe, Leerlauf des Gerätes,
Überlast des Gerätes, Schaltzahl, Betriebsdauer.
Die Anwendungsschnittstelle der EIBA hat jedoch den Nachteil, daß
sie sehr komplex aufgebaut ist und zur Übertragung der Betriebsdaten
von Dimmern, elektronischen Vorschaltgeräten oder elektronischen
Transformatoren zusätzliche Mikroprozessoren im Leistungsteil einge
setzt werden müssen, um die Anwendungsschnittstelle zu unterstützen.
Ein zweiter Nachteil ist, daß die Busankoppler der EIBA einen Mikro
prozessor mit begrenztem Speicherplatz haben, so daß für die Steuer
funktionen von Dimmern, elektronischen Transformatoren oder Vor
schaltgeräten auch der erwähnte zusätzliche Mikroprozessor erforderlich
wird.
Die beiden genannten Nachteile führen zu einer aufwendigen und
voluminösen Konstruktion von Dimmern, elektronischen Transformatoren
oder Vorschaltgeräten.
Besteht nun der Wunsch, die aufwendigen Leistungsteile auch für
andere Bussysteme zu benutzen, muß die Anwendungsschnittstelle
ebenso aufwendig durch den Ankoppler des anderen Bussystems
unterstützt werden. Auch damit werden die Dimmer, elektronischen
Transformatoren oder Vorschaltgeräte der anderen Bussysteme sehr
aufwendig.
Angesichts dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zu
grunde, busfähige Geräte für unterschiedliche Bussysteme zu entwickeln,
die mit einer reduzierten Gesamtzahl von bestückten Leiterplatten
aufgebaut werden können, durch eine einfache Schnittstelle miteinander
verbunden werden können, wobei jedes Gerät nur einen Mikrocontroller
für die Steuerung der Leistungsstufen und Verbindung zum Bussystem
benötigt.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kenn
zeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmal, wobei hinsichtlich
bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung auf die Merkmale der Unter
ansprüche verwiesen wird. Nach der Erfindung sind busfähige Geräte
Dimmer, elektronische Transformatoren oder Vorschaltgeräte, die zur
Helligkeitssteuerung von Leuchten verwendet werden.
Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug
nahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und be
schrieben werden. Es zeigt:
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau von Geräten mit trennbaren Leiter
platten;
Fig. 2 die Kombination von Leistungsleiterplatten mit Busleiter
platten;
Fig. 3 die Blockschaltbilder von Geräten im zusammengesetzten
Zustand.
In der Fig. 1 ist ein busfähiges Gerät dargestellt, das erfindungsgemäß
ein Dimmer, ein elektronischer Transformator oder ein Vorschalt
gerät sein kann. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht so ein busfähiges
Gerät aus zwei Basisteilen, nämlich einer Leistungsleiterplatte 1 und
einer Busleiterplatte 2, die über ein Verbindungsmittel 7 miteinander
verkoppelt werden. Hierzu verfügt die Leistungsleiterplatte 1 über
Verbindungselemente 5 und die Busleiterplatte 2 über Verbindungs
elemente 6, die das Verbindungsmittel 7 aufnehmen. Mit dem Bezugs
zeichen 3 auf der Leistungsleiterplatte 1 ist die Anschlußstelle für
einen Verbraucher 24 bezeichnet. Die Busleiterplatte 2 besitzt eine
Anschlußstelle 4 zum Anschluß an ein Bussystem. Anhand von Fig. 2
ist zu erkennen, daß die Leistungsleiterplatten 8, 9, 10, 11 und 12 in
ihrer Größe gegenüber der in Fig. 1 mit 1 bezeichneten Leistungsleiter
platte unterschiedlich ausgeführt sind, um unterschiedliche Leistungs
stufen zu realisieren. Bei elektronischen Transformatoren sind z. B.
Leistungsstufen von 20 W, 35 W, 50 W, 70 W, 105 W usw. üblich. Die Bus
leiterplatte 13 eines Bussystems z. B. EIB mit Zweidraht-Übertragung
kann über das Verbindungselement 6 und dem Verbindungsmittel 7 auf
das Verbindungselement 5 einer Leistungsleiterplatte 8 oder einer
Leistungsleiterplatte 9 oder 10 oder 11 oder 12 geführt werden. Er
findungsgemäß ist dabei die Busleiterplatte 13 bereits so konzipiert, daß
ihr Mikrocontroller 22 dieser unterschiedlichen Leistungen problemlos
steuern kann und auch in der Lage ist, die Betriebsdaten, der unter
schiedlichen Leistungsleiterplatten 8 bis 12 verarbeiten kann. Für hier
nicht explizit erwähnte Leistungsstufen gilt das gleiche Prinzip.
Erwähnt sei noch, daß die in Fig. 1 mit 2 bezeichnete Busleiterplatte
stellvertretend für die Ausführungsformen der Busleiterplatten 13 bis
17 dargestellt ist. Die weiter noch dargestellten Busleiterplatten 14,
15, 16, 17 können z. B. auch Bussysteme des Europäischen Installations
bus EIB mit netzgebundener Übertragung oder Local Area Network
(LON), Insterbus S oder Electronic Home System (EHS) unterstützen.
Man erkennt also aus Fig. 2, daß mit einer Busleiterplatte z. B. 13
und einem wählbaren Bussystem z. B. der vorerwähnten Art fünf ver
schiedene Leistungsstufen auf fünf verschiedene Leistungsleiterplatten
8 bis 12 steuerbar sind. Diese Leistungsleiterplatten 8 bis 12 mit ver
schiedenen Leistungsstufen sind demzufolge geeignet mit jeweils einer
der Busleiterplatten 14 bis 17 verbunden zu werden, wobei diese mit
den erwähnten Bussystemen ausgestattet sein können. Das Ausführungs
beispiel zeigt, daß für 25 busfähige Dimmer von jeweils unterschiedlicher
Leistung und unterschiedlichen Bussystemen nur zehn Leiterplatten
erforderlich sind, die aus koppelbaren Leistungsleiterplatten und Bus
leiterplatten bestehen. Diese Lösung ist auch für die Anwendung mit
elektronischen Transformatoren oder Vorschaltgeräten durchführbar.
In Fig. 3 ist der Aufbau eines busfähigen Gerätes mit Leistungsleiter
platte 8 und Busleiterplatte 13 mit seinen Blockschaltbildern dargestellt.
Die Netzspannung wird über die Anschlußstellen 18 an das Gerät
angeschlossen. Das Bussystem wird über die Anschlußstellen 4 und der
Verbraucher 24 über die Anschlußstelle 3 an das Gerät angeschlossen.
Eine Spannungsversorgung 20 erzeugt die Versorgungsspannung für die
Leistungssteuerung 19, die Schnittstellenanpassung 25, Schnittstellen
anpassung 21, den Mikrocontroller 22 und die Busanpassung 23. In der
Leistungssteuerung 19 können ein Relais, Triac, Transistor oder andere
elektromechanische oder elektronische Bauelemente eingesetzt sein.
Zusätzlich kann hier eine galvanische Trennung untergebracht sein, die
eine berührbare Verbraucherspannung sicher von der Netzspannung
trennt. Dies ist im besonderen für Niedervolthalogenleuchten erforder
lich. Die Businformation zur Steuerung des Verbrauchers empfängt der
Mikrocontroller 22 über die Busanpassung 23. Die Busanpassung 23
wandelt die elektrischen Signale des Bussystems in Signale um, die der
Mikrocontroller 22 weiterverarbeiten kann. In der Busanpassung 23
kann auch eine galvanische Trennung bestehen, die das Bussystem
sicher von der Netzspannung trennt, da manche Bussysteme als
Schutzkleinspannungssystem ausgelegt sind. Für einige Bussysteme
werden in der Busanpassung 23 auch ASICs (Application Specific
Integrated Circuits) eingesetzt. Die Businformation wird in dem
Mikrocontroller 22 so verarbeitet, daß die Leistungssteuerung 19 über
die Schnittstellenanpassungen 25 und 21 Steuerdaten erhält. Die Steuer
daten können z. B. sein: EIN, AUS, Helligkeitswert die in einer digi
talen oder analogen Darstellung in den Schnittstellenanpassungen 25,
21 umgewandelt werden.
Die Leistungssteuerung kann seine Zustandsdaten, wie z. B. Kurzschluß,
Überlast, Leerlauf oder Erwärmung, über die Schnittstellenanpassungen
25 und 21 an den Mikrocontroller 22 geben. Der Mikrocontroller 22
formatiert diese Zustandsdaten so um, daß er diese als Bustelegramm
über die Busanpassung 23 in das Bussystem senden kann. Der Mikro
controller 22 kann aus den Zustandsdaten auch abgeleitete Daten
ermitteln und in das Bussystem senden. Abgeleitete Daten dieser Art
können z. B. Betriebsdauer, Schalthäufigkeit sein. In dem Mikrocon
troller 22 sind sowohl die logischen Prozeduren für die Buskommuni
kation als auch die Aufbereitung der Steuersignale für die Leistungs
steuerung 19 untergebracht.
1
Leistungsleiterplatte
2
Busleiterplatte
3
Anschlußstelle, Verbraucher
4
Anschlußstelle, Bussystem
5
Verbindungselement
6
Verbindungselement
7
Verbindungsmittel
8
Leistungsleiterplatte
9
Leistungsleiterplatte
10
Leistungsleiterplatte
11
Leistungsleiterplatte
12
Leistungsleiterplatte
13
Busleiterplatte
14
Busleiterplatte
15
Busleiterplatte
16
Busleiterplatte
17
Busleiterplatte
18
Anschlußstelle, Netzspannung
19
Leistungssteuerung
20
Spannungsversorgung
21
Schnittstellenanpassung
22
Mikrocontroller
23
Busanpassung
24
Verbraucher
25
Schnittstellenanpassung.
Claims (4)
1. Busfähige Geräte, insbesondere Dimmer, elektronische Transformatoren
und Vorschaltgeräte zur Helligkeitssteuerung von Leuchten, die an ein
Bussystem anschließbar sind, wobei sie ihre Steuerdaten von einem Bus
system erhalten und ihre Betriebsdaten an das Bussystem geben, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes busfähige Gerät aus zwei koppelbaren Leiter
platten besteht, wobei jede busfähige Leiterplatte (13 oder 14 oder 15
oder 16 oder 17) jeweils mit einer Leistungsleiterplatte (8 oder 9 oder
10 oder 11 oder 12) mit unterschiedlichen Leistungsstufen verbindbar ist.
2. Busfähige Geräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
busfähiges Gerät jeweils aus einer Leistungsleiterplatte (1) besteht, die
mit einer Leistungssteuerung (19), einer Schnittstellenanpassung (25),
einer Netzspannungsanschlußstelle (18), einer Spannungsversorgung (20)
und einer Anschlußstelle (3) für einen Verbraucher (24) sowie mit Ver
bindungselementen (5) versehen ist, die über Verbindungsmittel (7) eine
zum busfähigen Gerät zugehörige Busleiterplatte (2) über Verbindungs
elemente (6) ankoppeln, die mit einer Schnittstellenanpassung (21),
einem Mikrocontroller (22), einer Busanpassung (23) sowie mit einer
Bussystemanschlußstelle (4) versehen ist.
3. Busfähige Geräte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mikrocontroller (22) einer Busleiterplatte (2 oder 13 oder 14 oder
15 oder 16 oder 17) sowohl die Steuerinformation über seine Schnitt
stellenanpassung (21) und über die Schnittstellenanpassung (25) für die
Leistungssteuerung (19) jeder Leistungsleiterplatte (1 oder 8 oder 9 oder
10 oder 11 oder 12) aufbereitet, als auch Betriebsdaten von der Leis
tungssteuerung (19) erhält, als auch daraus abgeleitete Daten ermittelt
und über eine Busanpassung (23) in das jeweilige Bussystem gibt.
4. Busfähige Geräte nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
jede Leistungsleiterplatte (1 oder 8 oder 9 oder 10 oder 11 oder 12)
über eine Spannungsversorgung (20) verfügt, womit die Baugruppen
Leistungssteuerung (19), Schnittstellenanpassung (25, 21), der Mikro
controller (22) sowie die Busanpassung (23) versorgt wird.
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BE9800281A BE1013122A3 (fr) | 1997-04-11 | 1998-04-10 | Appareils adaptes a un bus, en particulier des variateurs, des transformateurs electroniques ou des interrupteurs branches en amont. |
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DE19715028B4 DE19715028B4 (de) | 2008-07-03 |
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