DE19940273A1 - Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen über Haupt- und Nebenstellen - Google Patents

Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen über Haupt- und Nebenstellen

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Abstract

Es wird eine Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen durch eine Phasenan- oder Phasenabschnittssteuerung mit Nebenstellenfähigkeit beschrieben. Das Wesentliche der Erfindung liegt darin, daß zur Helligkeitssteuerung an Hauptstelle und Nebenstelle ein Drehbetätigungsorgan vorgesehen ist, welches als Inkrementalgeber oder als Endlospotentiometer ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Helligkeitssteuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als Hauptstelle HST einer Installation wird derjenige Punkt bezeichnet, der mit dem L-Leiter einer meist einphasigen Netzspannung und mit der Zuleitung zur Beleuchtungseinrichtung, die in Reihe mit der Helligkeitssteuerung zum Neutralleiter N liegt, verbunden ist. Die Nebenstelle NST ist mit der Hauptstelle HST meist über den L-Leiter und einer weiteren Nebenstellenleitung NL verbunden. Bei Druck-Wechselschaltungen sind Haupt- und Nebenstelle über zwei korrespondierende Leitungen miteinander verbunden. Beispiele für eine Beleuchtungseinrichtung sind Allgebrauchsglühlampen, HV-Halogenglühlampen oder NV-Halogenglühlampen mit elektronischen oder konventionellen Vorschaltgeräten.
Stand der Technik sind Helligkeitssteuerungen insbesondere von Beleuchtungseinrichtungen, die an Haupt- und Nebenstelle mit einer Tastwippe ausgestattet sind, wobei durch die Betätigungslänge die Art der Steuerung bestimmt wird. Kurze Betätigungslängen von 0 ms bis 50 ms werden aus Störunterdrückungsgründen unterdrückt. Betätigungslängen von 50 ms bis 400 ms führen z. B. zum abwechselnden Ein- und Ausschalten des Betriebszustandes und Betätigungslängen größer 400 ms demgegenüber führen zu einem kontinuierlichen Dimmvorgang. Dabei wird die Dimmstellung z. B. monoton gesteigert, bis die maximale Helligkeit erreicht ist, dort für einen kurzen Zeitraum verharrt, bevor die Dimmstellung verringert wird, bis die Dunkelstellung erreicht ist und dort nach einer ebenfalls eingeführten Verharrzeit die Dimmrichtung wieder umgekehrt wird. Dabei ist aber die Dimmrichtung und Geschwindigkeit nicht zu beeinflussen. Haupt- und Nebenstelle haben dabei für den Benutzer die gleiche Funktionalität. Angeboten wird beispielsweise als Hauptstelle der "Tast-Dimmer für Glühlampen", Artikel-Nr. 245.07 der Firma Albrecht Jung GmbH & Co. KG, Postfach 1320, 58569 Schalksmühle, Deutschland in der Bildpreisliste 99/1, Seite 7. Als Nebenstelle findet beispielsweise die "Nebenstelle für Tast-Dimmer", Artikel-Nr. 231.07, ebenda Einsatz.
Weiterhin sind aus der DE 298 17 814 U1 Nebenstellenverfahren bekannt, die auf eine zweiflächige Betätigung zurückgreifen und somit die Dimmrichtung eindeutig festgelegt ist. Dabei ist die Tastfläche in zwei Bereiche eingeteilt. Bei Betätigung der oberen Hälfte wird aufgedimmt, bis die maximale Helligkeit erreicht ist. Bei Betätigung der unteren Hälfte wird abgedimmt, bis die Dunkelstellung erreicht ist. Der Funktionsunterschied zwischen Dimmen und Schalten wird wieder durch die oben angeführten Betätigungslängen erreicht. Aber auch bei zweiflächiger Betätigung ist die Dimmgeschwindigkeit durch die Elektronik vorgegeben.
Darüber hinaus sind Dimmer mit Drehbetätigung bekannt, die mit Hilfe eines Potentiometers die Helligkeit stufenlos einstellen. Diese Geräte sind meistens mit einem Druck- Wechselschalter ausgestattet, um die Beleuchtung aus- und einzuschalten. Die Schaltbarkeit dieser Geräte ist erweiterbar durch weitere Druck-Wechsel- und Kreuzschalter, welche die Beleuchtung in Kreuz- und Wechselschaltungen ein- und ausschalten können. Ein Dimmvorgang kann dabei aber nur von der Hauptstelle ausgeführt werden.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine komfortablere Helligkeitssteuerung zu entwickeln, welche die gleiche Bedienfunktionalität an Haupt- und Nebenstelle aufweist und welche die Dimmrichtung eindeutig vorgibt, sowie die Dimmgeschwindigkeit variabel bestimmt. Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Ferner kann aufgabengemäß noch eine Fernbedienung vorgesehen werden.
Durch die Erfahrung mit dem Umgang von Helligkeitssteuerungen von Beleuchtungseinrichtungen hat es sich gezeigt, daß die Betätigung der Helligkeitssteuerung vorteilhaft durch eine Drehbetätigung auszuführen ist, da die Bedienung selbsterklärend und die optische Rückmeldung durch die Beleuchtungseinrichtung unmittelbar und eindeutig ist. Da die Betätigung eines Drehknopfes eindeutig und grobmotorisch sein kann, während eine Bedienung einer geteilten Tastfläche zur direkten Dimmrichtungsvorwahl feinmotorisch erfolgen muß und sich die Aufmerksamkeit auf die Bedienstelle und auf die Beleuchtungseinrichtung aufteilen muß. Um dies zu realisieren muß man dafür sorgen, daß die Drehbetätigung nicht mehr direkt mit einer Dimmstellung verbunden ist, wie dies bei heutigen Drehdimmern mit Potentiometer der Fall ist und bei der eine bestimmte Stellung des Potentiometers immer eine bestimmte Dimmstellung der Beleuchtungseinrichtung zur Folge hat. Zur Veranschaulichung wird eine Steuereinrichtung angenommen, bei der an einer Hauptstelle und einer Nebenstelle Potentiometer mit Anschlägen auf die Dimmstellung einwirken. Wenn man hierbei beispielsweise an der Nebenstelle abdimmen würde, wäre mit dem Potentiometer der Hauptstelle nicht mehr der gesamte Stellbereich erreichbar.
Im folgenden wird anhand von schematischen Darstellungen die Funktion und Arbeitsweise der Erfindung näher beschrieben:
Fig. 1 zeigt eine Beleuchtungseinrichtung mit einer beispielhaft zwischen den Klemmen LAST und N dargestellten Glühlampe GL, einer zwischen den Klemmen L und LAST dargestellten Hauptstelle HST und einer Nebenstelle NST. Die Nebenstelle NST ist über eine Nebenstellenleitung NL mit der Hauptstelle HST verbunden. Weiterhin ist die Nebenstelle NST je nach Ausführungsform mit der Phase L und/oder dem Neutralleiter N des Niederspannungsnetzes als Bezugsleiter verbunden. Bei einer Verwendung des Neutralleiters N als Bezugsleiter ist ein mehrphasiger Betrieb von Haupt- und Nebenstelle möglich.
In Fig. 2 ist die Hauptstelle HST näher erläutert und beschrieben. Die Hauptstelle besitzt eine Stromversorgungseinheit SV, die sich aus dem Restphasenan- oder Abschnitt zwischen den Klemmen L und LAST versorgt. Beispielsweise ist eine solche Einheit in der DE 196 32 129 A1 beschrieben. Das Leistungsteil LT enthält zumindest einen MosFET, Triac, Thyristor oder IGBT als Leistungsschalter. Die Steuereinheit SE beinhaltet mindestens die Auswertung des Nebenstellensignals NL, die Auswertung des Drehbetätigungsorgans DBO und die Ansteuerung des Leistungsteils LT. Dies kann beispielsweise durch einen Mikrocontroller bewerkstelligt werden. Im Leistungsteil LT und/oder in der Steuereinheit SE muß zusätzlich die Funkentstörung realisiert werden. Das erfindungsgemäße Drehbetätigungsorgan DBO kann entweder als Inkrementalgeber oder als Endlospoti ausgeführt werden. Die Änderung des Schaltzustandes kann dann z. B. durch einen zusätzlichen Tastkontakt eines Schaltbetätigungsorgans SBO ausgeführt werden. Statt der Verwendung eines Schaltbetätigungsorgans SBO sind auch Lösungen möglich, bei denen die Drehbetätigung zusätzlich zum aus- und einschalten genutzt wird.
Fig. 3 erläutert die Funktionsweise eines bevorzugten Inkrementalgebers. Inkrementalgeber sind Stellorgane, die über zwei oder mehr Schaltausgänge verfügen, welche beispielsweise mittels Mikrocontroller weiterverarbeitet werden. Bei einer Umdrehung stehen an jedem Schaltausgang beispielsweise 30 Impulse an. Inkrementalgeber gibt es in rastenden und nicht rastenden Ausführungen. Fig. 3 gibt die Signale der Schaltausgänge A und B über die Zeit bei gleichmäßiger Drehbewegung im Uhrzeigersinn an. Daraus, daß die Signale an Schaltausgang A vor dem Signal an Schaltausgang B wechselt, kann ein Mikrocontroller ermitteln, daß der Inkrementalgeber im Uhrzeigersinn betätigt wird. Bei Betätigung entgegen dem Uhrzeigersinn würde das Signal am Schaltausgang A nach dem Signal am Schaltausgang B wechseln. Die Drehgeschwindigkeit des Inkrementalgebers kann von einem Mikrocontroller aufgrund der Zeitdauer zwischen Ein- und Ausstellung eines Schaltausgangs ermittelt werden. In Fig. 3 sind außerdem Raststellungen 1 bis 6 gestrichelt dargestellt.
Die Nebenstelle NST wird mit dem gleichen Stellorgan wie die Hauptstelle HST ausgeführt und überträgt dann über die Nebenstellenleitung die auszuführende Information. Dies kann durch bekannte Signalübertragungsverfahren realisiert werden, bei denen das Signal der Steuerleitung getaktet wird und/oder in Strom- oder Spannungshöhe codiert wird. Als Information muß die Dimmrichtung und deren Geschwindigkeitsänderung und die Änderung des Schaltzustandes übertragen werden.
Durch eine Drehbetätigung des erfindungsgemäßen Drehbetätigungsorgan DBO im Auszustand ist es möglich, beim anschließenden Einschalten bestimmte Werte voreinzustellen. Beispielsweise ist durch eine definiert kleine Linksdrehung mit anschließendem Einschalten der minimale Dimmwert aufrufbar und durch eine definiert kleine Rechtsdrehung und anschließendem Einschalten der maximale Dimmwert aufrufbar, während beim Einschalten ohne vorherige Drehbetätigung der Dimmwert erneut aufgerufen wird, der vor dem letzten Ausschalten eingestellt war.
Darüber hinaus ist es möglich, die Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen fernbedienbar zu machen. Dies ist prinzipiell durch eine Erweiterung der Hauptstelle HST, durch eine Erweiterung der beschriebenen Nebenstelle mit Drehbetätigung oder durch Einführung einer eigenständigen Fernbedienungs-Nebenstelle ohne manuelle Bedieneinheit möglich. Hierzu muß der im fernbedienbaren Gerät enthaltene Fernbedienungsempfänger das Fernbedienungssignal auswerten. Es sind sowohl Funkfernbedienungen als auch Infrarot- oder Ultraschall-Fernbedienungen vorstellbar. Im Falle einer fernbedienbaren Nebenstelle muß diese das Fernbedienungssignal in ein Nebenstellensignal NL umsetzen, welches von der Hauptstelle ausgewertet werden kann. Der Parallelbetrieb von manuell betätigten und fernbedienten Nebenstellen ist bei entsprechender Gestaltung des Telegramms auf der Nebenstellenleitung NL gewährleistet.

Claims (6)

1. Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen durch eine Phasenan- oder Phasenabschnittssteuerung mit Nebenstellenfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß zur Helligkeitssteuerung an Hauptstelle (HST) und Nebenstelle (NST) ein Drehbetätigungsorgan (DBO) vorgesehen ist, welches als Inkrementalgeber oder als Endlospotentiometer ausgeführt ist.
2. Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung des Drehbetätigungsorgans (DBO) vorzugsweise ein Mikrokontroller verwendet wird.
3. Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenstellenfähigkeit durch eine einzelne Nebenstellenleitung (NL) zwischen Nebenstelle (NST) und Hauptstelle (HST) gewährleistet wird, wobei als Bezugsleiter die Phase (L) oder der Neutralleiter (N) genutzt wird.
4. Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der Hauptstelle und der Nebenstelle bzw. den Nebenstellen an unterschiedlichen Phasen der Bezugsleiter zwischen Hauptstelle (HST) und Nebenstelle (NST) der Neutralleiter (N) ist.
5. Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Linksdrehung des Drehbetätigungsorgans (DBO) um einen definierten, kleinen Winkel und anschließendem Einschalten die Beleuchtung auf minimaler Helligkeit eingeschaltet wird, und daß durch eine Rechtsdrehung des Drehbetätigungsorgans (DBO) um einen definierten, kleinen Winkel und anschließendem Einschalten die Beleuchtung auf maximaler Helligkeit eingeschaltet wird.
6. Helligkeitssteuerung von Beleuchtungseinrichtungen nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenstelle (NST) ein Gerät verwendet wird, welches einen Empfänger für eine Funk-, Infrarot- oder Ultraschallfernbedienung enthält und welches ein von der Hauptstelle (HST) auswertbares Nebenstellensignal (NL) erzeugt.
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