DE202007015857U1

DE202007015857U1 - Brightness control for electric light sources

Info

Publication number: DE202007015857U1
Application number: DE202007015857U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2017-11-13

Abstract

Helligkeitsregelung für elektrischen Lichtquellen mit unterschiedlichen Strom/Helligkeitskennlinien mittels PWM (Pulsweitenmodulation), die über manuell betätigbare Schalter oder über Helligkeitssensoren beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erkennung der spezifischen Strom/Helligkeitskennlinie der jeweils benutzten Lichtquelle von einem Mikroprozessor dem Lichtquellenschaltkreis Prüfimpulse (Spannung oder Strom) zugeführt werden, die durch spezifische, kapazitive oder ohmsche Eigenschaften der Lichtquelle eine messbare Veränderung erfahren, welche zur Umsteuerung auf die jeweils aktuelle Strom/Helligkeitskennlinie innerhalb der Steuerelektronik des Mikroprozessors benutzt wird.brightness control for electric light sources with different current / brightness characteristics by means of PWM (pulse width modulation), the above manually operable Switch or over Brightness sensors can be influenced, characterized in that to detect the specific current / brightness characteristic of each used light source from a microprocessor the light source circuit test pulses (Voltage or current) supplied Be characterized by specific, capacitive or ohmic characteristics the light source undergo a measurable change, which for Redirection to the current current / brightness characteristic is used within the control electronics of the microprocessor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Helligkeitsregelung für elektrischen Lichtquellen mit unterschiedlichen Strom/Helligkeitskennlinien mittels PWM (Pulsweitenmodulation), die über manuell betätigbare Schalter oder über Helligkeitssensoren beeinflussbar ist.The The invention relates to a brightness control for electric light sources with different current / brightness characteristics by means of PWM (pulse width modulation), the above manually operated switches or over Brightness sensors can be influenced.

Helligkeitsregelungen der gattungsgemäßen Art sind schon länger bekannt und werden beispielsweise bei sogenannten elektronischen Dimmern eingesetzt. Die Helligkeitsregelungen zeichnen sich dadurch aus, dass beispielsweise durch manuell betätigbare Tastschalter oder über Helligkeitssensoren der entsprechende Dimmer beeinflusst wird und einen angeschlossenen Verbraucher in Form einer Lichtquelle mit einer abnehmenden oder zunehmenden Energiezufuhr ansteuert. Dadurch wird ein Abdunkeln oder Aufhellen der Lichtquelle erreicht.brightness regulations of the generic type are already longer are known and are used for example in so-called electronic Dimmers used. The brightness regulations are characterized from that, for example, by manually operable push-button or brightness sensors of the corresponding dimmer is affected and connected Consumers in the form of a light source with a decreasing or increasing energy supply drives. This will darken or lightening the light source.

Insbesondere bei der Verwendung von Tastschaltern wird der Vorgang des Abdunkelns der Lichtquelle oder des Auf hellen der Lichtquelle während der Zeitdauer des Tastendruckes bewirkt. Hierzu sind für den Benutzer entsprechende zwei Tasten bzw. Tastschalter vorhanden, welche einzeln und unabhängig voneinander betätigbar sind. Die entsprechende Lichtquelle wird somit beispielsweise beim Drücken einer "Plus-Taste" kontinuierlich heller, bis der Benutzer diese "Plus-Taste" wieder freigibt. Entsprechend findet eine kontinuierliche Abdunklung statt, solange der Benutzer eine entsprechende "Minus-Taste" drückt. Dabei ist in der Regel eine gleichmäßige Änderung der Helligkeit über die Zeit gewünscht, so dass der Dimmer bzw. dessen Helligkeitsregelung entsprechend programmiert sein muss.Especially when using push buttons, the process of darkening becomes the light source or the bright of the light source during the Duration of the key press causes. These are for the user corresponding two buttons or push buttons available, which individually and independent operable from each other are. The corresponding light source thus becomes brighter, for example, when a "plus key" is pressed, until the user releases this "plus" button again. Accordingly, a continuous darkening takes place as long as the user presses a corresponding "minus key". there is usually a uniform change the brightness over the time wanted, so that the dimmer or its brightness control accordingly must be programmed.

Als Lichtquelle kommen hier dimmbare Lichtquellen in Betracht, wie beispielsweise herkömmliche Glühlampen oder auch LEDs.When Light source come here dimmable light sources into consideration, such as conventional light bulbs or LEDs.

Da Glühlampen und LEDs unterschiedliche Eigenschaften insbesondere bezüglich ihrer Strom/Helligkeitskennklinien aufweisen, sind bezüglich des Dimmverhaltens des Dimmers unterschiedliche zeitliche Ansteuerungen der Lichtquelle notwendig. D.h., dass der Energiezuwachs oder die Energieabnahme über die Zeit bei LEDs und Glühlampen unterschiedlich zu steuern ist, um die oben erwähnte gleichmä ßige Helligkeitsänderung während der Zeitdauer eines Tastendruckes zu erreichen.There lightbulbs and LEDs different properties, especially with respect to their current / brightness characteristics are with respect the dimming behavior of the dimmer different temporal controls the light source necessary. That is, the energy gain or the Energy decrease over the time with LEDs and bulbs is to control different, to the above-mentioned even brightness change while to achieve the duration of a key press.

Diese Strom/Helligkeitskennlinie einer Glühlampe ist beispielsweise linear, während die Strom/Helligkeitskennlinie einer LED logarithmisch ist. Um dementsprechend über die Zeit, insbesondere bei manueller Betätigung eines Tastschalters eine gleichmäßige Aufhellung bzw. Abdunklung dieser verschiedenen Leuchtmittel zu erreichen, muss ein Mikroprozessor die entsprechende Energiezufuhr in Abhängigkeit des angeschlossenen Leuchtmittels zeitlich unterschiedlich steuern.These Current / brightness characteristic of an incandescent lamp is, for example, linear, while the current / brightness characteristic of a LED is logarithmic. In order accordingly over the Time, in particular with manual operation of a push-button a uniform lightening or darkening of these different light sources, a microprocessor must have the appropriate energy supply depending control the time of the connected light source.

Aufgrund solcher Unterschiede sind solche Dimmer mit ihren Helligkeitsregelungen grundsätzlich auf die eine oder andere Lichtquelle ausgelegt. Dies bedeutet, dass eine LED mit einem Dimmer oder einer Helligkeitsregelung nicht ansteuerbar ist, welche für Glühlampen ausgelegt ist und umgekehrt.by virtue of such differences are such dimmers with their brightness controls in principle designed for one or the other light source. This means that an LED with a dimmer or a brightness control can not be controlled is which for lightbulbs is designed and vice versa.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Helligkeitsregelung zu schaffen, mit welcher es möglich ist, Lichtquellen mit unterschiedlichen Strom/Helligkeitskennlinien in der Änderung ihrer Leuchtstärke zeitlich möglichst gleichförmig zu regeln.Accordingly, lies The invention is based on the object, a brightness control to create with which it is possible is, light sources with different current / brightness characteristics in the change of her luminosity temporally possible uniform to regulate.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß zusammen mit den Merkmalen des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass zur Erkennung der spezifischen Strom/Helligkeitskennlinie der jeweils benutzten Lichtquelle von einem Mikroprozessor dem Lichtquellenschaltkreis Prüfimpulse (Spannung oder Strom) zugeführt werden, die durch spezifische, kapazitive oder ohmsche Eigenschaften der Lichtquelle eine messbare Veränderung erfahren, welche zur Umsteuerung auf die jeweils aktuelle Strom/Helligkeitskennlinie innerhalb der Steuerelektronik des Mikroprozessors benutzt wird.The Task is inventively together solved with the features of claim 1, characterized in that for the detection of specific current / brightness characteristic of each light source used from a microprocessor the light source circuit test pulses (Voltage or current) supplied Be characterized by specific, capacitive or ohmic characteristics the light source undergo a measurable change, which for reversal on the current current / brightness characteristic within the Control electronics of the microprocessor is used.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Helligkeitsregelung sind beispielsweise sowohl Glühlampen als auch LEDs mit völlig unterschiedlichen Charakteristika ihrer Strom/Helligkeitskennlinien derart ansteuerbar, dass die zeitliche Änderung der Helligkeit bei entsprechender Aktivierung des "Dimmers" zumindest annähernd identisch abläuft. D.h., dass durch die Erkennung der Glühlampe oder der LED der Mikroprozessor über die Zeit eine der entsprechenden Strom/Helligkeitskennlinie angepasste Erhöhung der Energiezufuhr vornimmt, so dass die Bei der Lichtquelle eine gleichmäßige Aufhellung über die Zeit oder eine gleichmäßige Abdunklung über die Zeit bewirkt wird.By the embodiment of the invention Brightness control are, for example, both incandescent lamps as well as LEDs with completely different characteristics of their current / brightness characteristics so controllable that the temporal change in the brightness at corresponding activation of the "dimmer" at least approximately identical expires. that is, that by detecting the bulb or the LED of the microprocessor over the time adapted to the corresponding current / brightness characteristic increase the power supply performs, so that the case of the light source even lightening over the Time or even darkening over the Time is effected.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei entsprechend angeschlossener Lichtquelle vom Mikroprozessor dem Lichtquellenschaltkreis Prüfimpulse in vorbestimmter Spannungs- oder Stromgröße zugeführt werden. In Abhängigkeit der angeschlossenen Lichtquelle wird dieser Prüfimpuls über die Zeit messbar verändert. Je nach Art dieser Änderung erhält somit der Mikroprozessor Informationen darüber, welche Art von Lichtquelle im Lichtquellen-Schaltkreis angeschlossen ist. Somit kann aufgrund der Auswertung der Veränderung des Prüfimpulses eine Umsteuerung durch den Mikroprozessor erfolgen, bei welchem beispielsweise beim Anschluss einer Glühlampe während eines nachfolgenden Dimmvorganges die Energiezufuhr linear über die Zeit ansteigt oder absinkt.For this purpose, the invention provides that are fed in accordance with the connected light source from the microprocessor to the light source circuit test pulses in a predetermined voltage or current. Depending on the connected light source, this test pulse is measurably changed over time. Depending on the nature of this change, the microprocessor thus receives information about which type of light source is connected in the light source circuit. Thus, due to the evaluation of the change of the test pulse, a reversal by the microprocessor, in which, for example, at the on Close a light bulb during a subsequent dimming process, the power supply linearly increases or decreases over time.

Ist demgegenüber beispielsweise eine LED in den Lichtquellenschaltkreis eingebunden, so erfolgt diese zeitliche Ansteuerung während der Dauer des Dimmvorganges im Wesentlichen logarithmisch, so dass aufgrund dieser logarithmischen Erhöhung oder Verringerung der Energiezufuhr die LED über den Zeitraum des Dimmvorganges gleichmäßig langsam heller oder dunkler wird.is In contrast, For example, an LED incorporated in the light source circuit, So this time control is done during the duration of the dimming process essentially logarithmic, so due to this logarithmic Increase or Reduction of the power supply the LED over the period of the dimming process evenly slow gets lighter or darker.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.Further advantageous embodiments of the invention are the dependent claims.

So kann gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, dass in einem RAM-Speicher des Mikroprozessors wenigstens die im Wesentlichen lineare Strom/Helligkeitskennlinie einer Glühlampe und wenigstens eine zumindest annähernd logarithmische Strom/Helligkeitskennlinie einer LED (Leuchtdiode) gespeichert sind. Durch diese Ausgestaltung, insbesondere durch die Hinterlegung mehrerer solcher Strom/Helligkeitskennlinien für unterschiedliche Lichtquellen, kann durch den Mikroprozessor der Dimmvorgang beim Aufhellen und beim Abdunkeln während eines manuellen Tastendruckes für alle Lichtquellen über die Zeit gleichförmig ausgebildet werden.So can according to claim 2 be provided that in a RAM memory of the microprocessor at least the substantially linear current / brightness characteristic a light bulb and at least one at least approximately logarithmic current / brightness characteristic a LED (light emitting diode) are stored. Due to this configuration, in particular by the deposit of several such current / brightness characteristics for different light sources, can by the microprocessor of the dimming process when lightening and while dimming while a manual button press for all light sources over the time uniform be formed.

Weiter kann gemäß Anspruch 3 vorgesehen sein, dass als Erkennungskriterium für eine LED die kapazitiv verursachte Spannungsabfall-Verzögerung der Prüfimpulse und als Erkennungskriterium für eine Glühlampe der hochohmige Widerstand eines Parallelschaltkreises benutzt werden.Further can according to claim 3 be provided that as a recognition criterion for an LED the capacitively caused voltage drop delay of the test pulses and as a recognition criterion for a light bulb the high resistance of a parallel circuit can be used.

Da die erfindungsgemäße Helligkeitsregelung auch für batteriebetriebene oder akkubetriebene Beleuchtungseinrichtungen vorgesehen sein kann, ist zur Energieeinsparung bzw. zur "Schonung" der Energiequelle gemäß Anspruch 4 vorgesehen, dass das Steuer- oder Regelprogramm des Mikroprozessore eine einstellbare oder vorprogrammierbare Zeitschaltsteuerung enthält, durch welche die Lichtquelle nach einer vorbestimmbaren Einschaltzeit automatisch abschaltbar ist.There the brightness control according to the invention also for battery powered or battery operated lighting devices can be provided is to save energy or to "conserve" the energy source according to claim 4 provided that the control program of the microprocessor an adjustable or pre-programmable timer control, by which the light source after a predeterminable switch-on time is automatically switched off.

Durch die entsprechend unterschiedlichen Veränderungen sind durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 die unterschiedlichen Lichtquellen auch eindeutig vom Mikroprozessor in einfachster Weise identifizierbar.By the correspondingly different changes are due to the design according to claim 3 the different light sources also clearly from the microprocessor identifiable in the simplest way.

Die einzige Zeichnungsfigur zeigt hierzu beispielhaft einen möglichen prinzipiellen Schaltungsaufbau. Auf der rechten Seite ist beispielsweise die Stromversorgung dargestellt, wobei oben der Plus-Pol und unten der Minus-Pol entsprechend dieser Stromversorgung gekennzeichnet ist. In diesem Schaltkreis oder Stromkreis ist eine Lichtquelle 1 eingebunden, welche beispielsweise als LED oder auch als Glühlampe ausgebildet sein kann.The sole drawing figure shows an example of a possible basic circuit structure. On the right side, for example, the power supply is shown, above the plus pole and the bottom of the negative pole is marked according to this power supply. In this circuit or circuit is a light source 1 integrated, which may be formed, for example, as an LED or as a light bulb.

Weiter ist in diesem Schaltkreis ein Leistungstransistor TR in Reihe geschaltet, welcher zur Leistungsdurchschaltung vorgesehen ist. Dieser Leistungstransistor TR ist an eine Steuerleitung 2 angeschlossen, über welche dem Transistor ein sog. PWM-Signal (Pulsweitenmodulation) zuführbar ist.Further, in this circuit, a power transistor TR is connected in series, which is provided for power switching. This power transistor TR is connected to a control line 2 connected, via which the transistor a so-called PWM signal (pulse width modulation) can be fed.

Des Weiteren ist an die Stromversorgung ein Mikroprozessor μP angeschlossen, welcher seinerseits wiederum mit zwei Tastschaltern 3 und 4 verbunden ist. Durch diese Tastschalter 3 und 4 sind dem Mikroprozessor Steuersignale übergebbar, wobei beispielsweise bei Drücken des Tastschalters 3 ein Aufhellen der angeschlossenen Lichtquelle 1 bewirkt wird, während beim Drücken des Tastschalters 4 die Lichtquelle 1 abgedunkelt werden soll.Furthermore, a microprocessor μP is connected to the power supply, which in turn is connected to two push-buttons 3 and 4 connected is. Through these push buttons 3 and 4 Control signals can be transmitted to the microprocessor, wherein, for example, when the pushbutton is pressed 3 a brightening of the connected light source 1 is effected while pressing the push button 4 the light source 1 to be darkened.

Des Weiteren ist eine Prüf- und Signalleitung 5 vorgesehen, über welche einerseits der Prüfimpuls auf die Lichtquelle 1 gegeben werden kann und andererseits auch das sich verändernde Mess-Signal dem Mikroprozessor zugeführt wird. Des Weiteren ist in dieser Prüf- und Signalleitung 5 ein hochohmiger Widerstand 6 vorgesehen, durch welchen insbesondere ein Parallelschaltkreis zur Lichtquelle 1 gebildet wird.Furthermore, there is a test and signal line 5 provided on the one hand, the test pulse to the light source 1 can be given and on the other hand, the changing measurement signal is fed to the microprocessor. Furthermore, in this test and signal line 5 a high impedance resistor 6 provided by which in particular a parallel circuit to the light source 1 is formed.

Claims

Brightness control for electric light sources with different current / brightness characteristics by means of PWM (Pulse Width Modulation), which can be influenced by manually operable switches or brightness sensors, characterized in that for detecting the specific current / brightness characteristic of each light source used by a microprocessor the light source circuit test pulses (voltage or Current), which undergo a measurable change due to specific, capacitive or ohmic properties of the light source, which is used to change over to the respectively current current / brightness characteristic within the control electronics of the microprocessor.

Brightness control according to claim 1, characterized that in a RAM memory of Mikroprozes sors at least in the essential linear current / brightness characteristic of a light bulb and at least one approximate logarithmic current / brightness characteristic of an LED (light emitting diode) are stored.

Brightness control according to claim 1 or 2, characterized in that as recognition criterion in order to use the capacitively caused voltage drop delay of the test pulses for an LED and the high resistance of a parallel circuit as recognition criterion for an incandescent lamp.

Brightness control according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the control program of the microprocessor an adjustable or pre-programmable timer control, by which the light source after a predeterminable switch-on time is automatically switched off.