DE19781679B4

DE19781679B4 - Solaraussenlampe

Info

Publication number: DE19781679B4
Application number: DE19781679A
Authority: DE
Inventors: Ram Shalvi
Original assignee: Solar Wide Industrial Ltd
Current assignee: Solar Wide Industrial Ltd
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: GB2330407B; GB2315123A; WO1998001699A1; GB2330407A; AU3453397A; US6120165A; DE19781679T1; GB9614640D0

Abstract

Solaraußenlampe mit einer aufladbaren Batterie (19), einer Solarzellenfläche (12), einer ersten Beleuchtungslampe (23), einer Lampenansteuerschaltung (21) und einem passiven Infrarotbewegungssensor (14), wobei die erste Beleuchtungslampe über die Ansteuerschaltung mit Leistung versorgt wird, wenn der Bewegungsdetektor initiiert wird, und die weiterhin umfasst eine oder mehrere zweite Beleuchtungslampen (22), die nicht durch den Bewegungsdetektor initiiert werden, und eine automatische Steuerschaltung, um zumindest während eines Teiles jeder Nacht Leistung von der Batterie zu den zweiten Beleuchtungslampen zu liefern, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampenansteuerschaltung (21) für die erste Beleuchtungslampe (23) ferngesteuert scharf geschaltet und entschärft werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Solaraussenlampe.
Solarlampen, die eine Batterie aufweisen, die während der Tageslichtstunden durch die Sonnenstrahlung aufgeladen wird, und die bei Nacht, sofern dies gewünscht wird, ein Licht in Gärten und offenen Räumen liefern, sind bekannt. Im allgemeinen weist das Lampenausgangssignal eine relativ geringe Intensität auf, und es werden Glühlampen verwendet. Dies mag bei einer normalen Beleuchtung ziemlich zufriedenstellend sein, aber wenn, beispielsweise aus Gründen der Sicherheit, gefordert wird, daß das Lampenausgangssignal wesentlich größer ist, so sind die aktuell bekannten Lampen nicht zufriedenstellend.
Das Patent US 4,982,176 offenbart eine solarbetriebene Außenlicht- und Alarmeinrichtung, die eine Lichtquelle oder Alarm- und einen passiven infraroten Sensor mit einer durch Solarzellen wiederaufladbaren Batterie umfasst. Das System umfasst weiterhin einen Lichtdetektor, der das Lichtsystem abhält, sich bei Tageslicht zu aktivieren.
Das Patent US 4,890,093 offenbart eine solarbetriebene Lichteinrichtung, die durch einen Annäherungssensor angeschaltet wird. Um Leistung zu sparen, wird das Licht nicht während des Tages oder wenn die Batterie fast leer ist, angeschaltet.
Das Gebrauchsmuster G 93 08 378.5 offenbart eine infrarotgesteuerte Solarsparleuchte, die durch einen Infrarotsensor gesteuert wird. Eine Energiesparlampe wird bei Einbruch der Dunkelheit bis zur Dämmerung eingeschalten. Zusätzlich, wird bei Annäherung einer oder mehrerer Personen eine zweite stärkere Energiesparlampe durch den Infrarotsensor hinzugeschalten.
Gebrauchsmuster G 93 01 711.1 offenbart eine Lichterkette mit Leuchtdioden, wobei der Akkumulator als Stromversorgung dient und durch eine Solarzelle aufgeladen wird. Ein Dämmerungsschalter ist vorgesehen, um die Leuchtdioden ein- und auszuschalten in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit.
Das Patent US 3,639,805 offenbart eine Lampensicherheitsschaltung in einem Fahrzeug, wobei jeder Scheinwerfer eine Zenerdiode parallel dazugeschalten hat, sodass Strom an der Lampe vorbeigeführt wird, wenn diese kaputt ist, und gleichzeitig die restlichen Lampen weiter einsatzfähig sind.
Die Offenlegungsschrift DE 32 30 975 offenbart eine Kraftfahrzeugleuchte aus Leuchtdioden als Lichtquellen, welche auf einer Platine angeordnet sind. Die einzelnen Lichtquellen sind in Reihe geschaltet und die gesamte Leuchtfläche ergibt sich durch die matrixartige Parallelschaltung vieler Reihenschaltungen von Lichtquellen. Durch eine statistische Verteilung der schaltungsmäßigen in Reihe liegenden Lichtquellen über die gesamte auszuleuchtende Fläche bleibt das ursprüngliche Leuchtfeld beim Ausfall einer Gesamtreihenschaltung von Lichtquellen erhalten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Benutzung einer Solaraussenlampe für den Benutzer zu vereinfachen.
Gemäß der Erfindung wird eine Solaraussenlampe bereitgestellt, die eine aufladbare Batterie, eine Solarzellenfläche, eine erste Beleuchtungslampe, eine Lampenansteuerschaltung und einen passiven Infrarotbewegungsmelder aufweist, wobei die erste Beleuchtungslampe über die Ansteuerschaltung mit Leistung versorgt wird, wenn der Bewegungsdetektor initiiert wird. Die Solaraussenlampe umfasst weiterhin eine zweite Beleuchtungslampe, die nicht durch den Bewegungsdetektor initiiert wird.
Die zweite Beleuchtungslampe kann eine oder mehrere Glühlampen oder Leuchtdiodenlampen und eine automatische Steuerschaltung, um mindestens während eines Teiles jeder Nacht Leistung von der Batterie zu den Lampen zu liefern, umfassen.
Die Lampenansteuerschaltung für die erste Beleuchtungslampe kann ferngesteuert scharf geschaltet und entschärft werden.
Wenn zwei oder mehr Beleuchtungslampen verwendet werden, so werden sie vorzugsweise elektrisch in Serie verbunden, wobei jede Lampe eine Parallelschaltung aufweist, durch die der Strom automatisch hindurchgehen kann, wenn die Lampe ausfällt und eine offene Schaltung bildet.
Die Ansteuerschaltung kann angeordnet sein, um automatisch während mindestens eines Teils jeder Nacht eine niedrige Leistung an die Halogenlampe zu geben, um ein Ausgangssignal relativ niedriger Intensität zu liefern.
Die Lampe umfaßt vorzugsweise eine Scharfstellungs- und eine Entschärfungsschaltung, die auf äußere Einflüsse, wie Infrarot-, Ultraschall- oder Funksignale reagiert.
Eine erfindungsgemäße Solaraussenlampe wird nun beispielhaft unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine perspektivische Darstellung der Lampe;
2 ist ein schematisches Diagramm der Lampe; und
3 ist ein Schaltungsdiagramm für die Lampe.
Unter Bezug auf die Zeichnungen umfaßt die Lampe in 1 einen Ständer 10, der einen zugespitzten Fuß 11 hat, der in die Erde gestoßen oder anderweitig durch Einzementieren oder dergleichen in seiner Position gehalten werden kann. Eine Sonnenzellenfläche 12 ist in einem Gehäuse 13 oben am Ständer 10 montiert, und ein passiver Infrarotdetektor 14 ist an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 13 montiert. Kreisförmige schützende Lichtdiffusoren 15 und 16 werden über jeweilige Lampenglocken, die am Ständer befestigt sind, gestützt. Drei beleuchtende Glühlampen niedriger Intensität und eine weiter unten beschriebene Halogenlampe sind hinter den Diffusoren 15 beziehungsweise 16 befestigt. Leuchtdiodenlampen mit eingebauten Diffusoren können ebenfalls statt der Glühlampen verwendet werden.
Bei der normalen Verwendung werden die Glühlampen automatisch zumindest während eines Teils jeder Nacht durch die Leistung erleuchtet, die von einer (nicht gezeigten) Batterie innerhalb des Gehäuses 13 in einer allgemein bekannten Art abgeleitet wird. Die Halogenlampe ist jedoch so angeordnet, daß sie immer dann erleuchtet wird, wenn eine Bewegung in einem Gebiet neben der Solarlampe durch den Detektor 14 erkannt wird, um eine verhältnismäßig helle Beleuchtung zu liefern. Diese helle Beleuchtung wird normalerweise oder hauptsächlich für Sicherheitszwecke verwendet, um einen Hausbesitzer über die nahe Anwesenheit des möglicherweise unwillkommenen Eindringlings zu alarmieren. Der Betrieb des Detektors 14 wird durch eine Scharfstellungs-Schaltung gesteuert, wie das nachfolgend beschrieben wird, so daß der den Eindringling erkennenden Teil der Lampe von Ferne, beispielsweise durch ausgewählte Infrarotsignale, gesteuert werden kann.
In 2 umfaßt die Lampe eine Batterie 19 und eine Schaltung 20 zur Erkennung einer niedrigen Batteriespannung, die mit einer Logik- und Zeitsteuerschaltung 21 verbunden ist, die den Betrieb der Glühlampen 22 und einer Halogenlampe 23 steuert. Die Logik- und Zeitsteuerschaltung 21 umfaßt einen Infrarotsensor 24, der auf ausgewählte äußere Infrarotsignale antwortet, und Signale an die Schaltung 21 liefert, um die Solarlampe scharf zu stellen oder deren Scharfstellung aufzuheben, wie das nachfolgend erläutert wird. Ein Umgebungslicht-Intensitätssensor 25 und eine Empfindlichkeits- und Zeitgebungsschaltung 26 liefern ebenfalls Signale an die Schaltung 21. Der passive Infrarotdetektor 14 liefert Signale über einen passiven Infrarotverstärker 27 (der in der Praxis aus einem Vorverstärker und einem Verstärker besteht), die durch die Schaltung 26 überwacht werden, wie man das später in 3 sieht, für die Anwendung über einen Vergleicher 27A auf die Schaltung 21.
Im Betrieb, der auch weiter unten erläutert wird, ist die Solarlampe so angeordnet, daß während gewisser ausgewählter und relevanter Zeiten und gemäß der Intensität des Umgebungslichts die Batterie 19 aufgeladen wird und die Lampen automatisch AN und AUS geschaltet werden. Sollte die Spannung der Batterie 19 unter einen vorbestimmten Schwellwert fallen, was durch die Schaltung 20 erkannt wird, so werden die Lampen 22, sogar während der Nacht, automatisch ausgeschaltet, um eine Beschädigung der Batterie 19 zu verhindern, die ansonsten zu stark entladen würde.
In 3 sind für eine einfachere Bezugnahme Blöcke in gestrichelter Umrandung vorgesehen und mit den Zahlen numeriert, die den Komponenten der 2 entsprechen. Zusätzlich umfaßt die Schaltung in 3 eine Ladeschaltung 28, die eine Diode 29 und eine Zener-Diode 30 einschließt, um es zu ermöglichen, daß die Batterie 19 durch eine getrennte Netzversorgung aufgeladen werden kann. Dies kann anfangs notwendig sein und von Zeit zu Zeit während des Winters oder während Perioden, wenn das Wetter schlecht ist. Ein Leistungsschalter 31 wird verwendet, um die Batterie 19 mit dem Rest der Schaltung zu verbinden. Der Hauptschalter 31 ist normalerweise versteckt oder nicht sofort von außerhalb des Gehäuses 13 zugänglich, um ein AN- und AUS-Schalten durch eine nicht berechtigte Person zu verhindern.
Eine Lampenansteuerschaltung 32 empfängt Leistung von der Batterie 19 über den Schalter 31 und liefert die Leistung getrennt an drei Glühlampen 22 und die Halogenlampe 23. Die Schaltung 32 liefert über die Verbindung Vcc auch Leistung an andere Schaltungen. Die Ausgangsspannung bei Vcc wird durch eine sperrende Diode 33 und ein Filter, das aus Dioden 34 und 35 besteht, geregelt.
Es sei angemerkt, daß die Dioden 36 paarweise parallel zu jeder der Lampen 22 verbunden sind. In der Praxis wird die Gesamtspannung, die über den drei Lampen 22 geliefert wird, auf ungefähr 6 Volt festgesetzt, und der Spannungsabfall über jeder Lampe beträgt 1,5 Volt. Jede Diode wird automatisch Strom leiten, wenn die angelegte Spannung über einem Schwellwert von 0,8 Volt liegt, wobei dieser 1,6 Volt für jedes Paar von Dioden beträgt. Dies bedeutet, daß wenn irgend eine der drei Glühlampen 22 ausfällt, was normalerweise bedeutet, daß eine Schaltungsunterbrechung auftritt, die Schwellwertspannung über dem jeweiligen Diodenpaar der Lampe überschritten wird, und somit dann Strom über das jeweilige Diodenpaar zu den an deren Lampen fließt. Mit anderen Worten, die beschriebenen Dioden 36 gestatten es den Lampen 22, AN zu bleiben, sogar wenn eine oder zwei der drei Lampen ausfallen.
Der Detektor 24 ist mit einem Anschlußstift 38 eines Mikroprozessors 39 in einem Teil der Logik- und Zeitgebungsschaltung 21 verbunden. Der Mikroprozessor 39 steuert den Betrieb der Halogenlampe 23. Somit kann der Benutzer der Solarlampe diese Operation steuern, indem er beispielsweise einen geeigneten, in der Hand tragbaren Infrarotsender verwendet. Die Lampe 23 dient hauptsächlich Sicherheitszwecken, und so wird die Lampe 23 so angeordnet, daß sie bei Vorhandensein irgendwelcher Körperbewegungen im Gebiet der Solarlampe angeschaltet wird. Die Verwendung und die allgemeinen Eigenschaften der Infrarot-Bewegungssensoren, wie des Detektors 14, der in der Solarlampe eingebaut ist, sind an sich allgemein bekannt. In dieser Anwendung kann der Benutzer jedoch die beschriebene Schaltung für den Betrieb der Halogenlampe 22 vorbereiten, das heißt, der Benutzer kann die Solarlampe (oder die Schaltung 21) durch die Verwendung eines tragbaren Senders scharf schalten. Die Solarlampe ist auch so ausgelegt, daß sie unter Verwendung desselben tragbaren Senders wieder entschärft werden kann. Die Solarlampe kann somit bequem und aus der Ferne scharf geschaltet oder nicht scharf geschaltet werden, wenn sich der Benutzer selbst normalerweise außerhalb des Bereiches der Bewegungsdetektion des passiven Infrarotsensors 14 befindet. Wichtiger ist es, daß ein Eindringling die Solarlampe durch das Betätigen des Schalters 31 oder eines anderen manuellen Schalters auf der Solarlampe nicht entschärfen oder ausschalten kann.
Es ist auch möglich, die Lampen 23 so anzuordnen, daß sie durch das Bereitstellen eines zweiten Detektors aus der Ferne gesteuert werden können. Der zweite Detektor reagiert auf Infrarotsignale anderer Frequenzen als die Signale, die vom Detektor 24 und dem Mikroprozessor 39 verwendet werden. Der zweite Detektor liefert Eingangssignale an einen Mikroprozes sor 40 in einem Teil der Schaltung 21, die den Betrieb der Lampen 23 steuert.
Ein Stromdämpfungswiderstand und eine Klemmdiode 42 sind vorgesehen, um Spannungsstöße beim Einschalten der Halogenlampe 23 durch das Relais 43 zu verhindern.
Ein manuell betätigbarer Betriebsartauswahlschalter 44 ist auch vorgesehen, um die Zeitdauer, während der die Halogenlampe 23 eingeschaltet ist, immer wenn eine Bewegung durch den Detektor 14 erkannt wird, einzustellen. Es werden Zeitabschnitte von 60 Sekunden, 30 Sekunden und ein Testzeitabschnitt von 10 Sekunden vorgesehen. Der Schalter 44 kann beispielsweise in der Fabrik nur während des anfänglichen Prüfens und dem Zusammenbau der Solarlampenschaltung verwendet werden und dann je nach Erfordernis entweder bei 60 Sekunden oder bei 30 Sekunden eingestellt bleiben.
Ein optionaler Funksender 45 ist mit einem Anschlußstift des Mikroprozessors 39 verbunden. Der Sender 45 wird automatisch angeschaltet, immer wenn die Lampe 23 angeschaltet wird. Typischerweise erzeugt der Sender eine Aussendung kurzer Reichweite, die durch einen sich in der Nähe befindlichen Funkempfänger in einem benachbarten Haus oder Gebäude aufgefangen werden kann. Eine solche Übertragung wird den Mensch im Haus alarmieren, oder beispielsweise ein Gesamtsicherheitssystem auslösen, indem angezeigt wird, daß eine Bewegung im Gebiet der Solarlampe erkannt wurde, die normalerweise einer weiteren Untersuchung bedarf.
Die Halogenlampe 23 kann arbeiten, um eine Lichtausgabe niedriger Intensität zu liefern, wobei dies erreicht wird, indem der Lampe 23 Leistung intermittierend in einer Art, die beispielsweise aus allgemeinen Dimmerversorgungsschaltungen bekannt ist, zugeführt wird. So kann die Lampe 23 in einer solchen Betriebsart als Beleuchtungslampe niedriger Intensität zusätzlich oder alternativ zu den Lampen 22 verwendet werden.

Claims

Solaraußenlampe mit einer aufladbaren Batterie (19), einer Solarzellenfläche (12), einer ersten Beleuchtungslampe (23), einer Lampenansteuerschaltung (21) und einem passiven Infrarotbewegungssensor (14), wobei die erste Beleuchtungslampe über die Ansteuerschaltung mit Leistung versorgt wird, wenn der Bewegungsdetektor initiiert wird, und die weiterhin umfasst eine oder mehrere zweite Beleuchtungslampen (22), die nicht durch den Bewegungsdetektor initiiert werden, und eine automatische Steuerschaltung, um zumindest während eines Teiles jeder Nacht Leistung von der Batterie zu den zweiten Beleuchtungslampen zu liefern, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampenansteuerschaltung (21) für die erste Beleuchtungslampe (23) ferngesteuert scharf geschaltet und entschärft werden kann.
Solaraußenlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Beleuchtungslampen (22) Leuchtdioden sind.
Solaraußenlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungslampen (22) Glühlampen sind.
Solaraußenlampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehr Beleuchtungslampen elektrisch in Serie verbunden sind, wobei jede Lampe eine parallele Schaltung (36) aufweist, durch die automatisch Strom fließen kann, wenn die Lampe ausfällt und eine offene Schaltung bildet.