DE202013005527U1 - ICE GSA: Ein intelligentes LED Beleuchtungssystem auf Basis programmierbarer integrierter Schaltungen (IC) - Google Patents

Abstract

ICE-LED-System dadurch gekennzeichnet, dass ein ICE Gateway (1) mit eingebauter anwendungsspezifischer integrierter Schaltung (ASIC) eine oder viele verschiedene Arten von ICE-LED Leuchtmitteln (12) oder LED Leuchten (14) steuert. Ein ICE Gateway kann mit einem oder mehreren ICE Gateways, aber auch mit zusätzlichen externen Sensoren oder Geräte über WLAN (8) oder USB (3) verbunden sein. Ein ICE Gateway kann über Funk (7) mit Servern im Internet vernetzt sein.

Description

• Die heutigen Beleuchtungssysteme bestehen hauptsächlich aus einem Gehäuse, Leuchtmitteln und Betriebsgeräten in diversen Ausführungen. Teilweise werden die Leuchten mit der Versorgungsspannung ein- und ausgeschaltet und teilweise haben die Leuchten eigene Lichtsensoren, mit deren Hilfe das Licht autark ein- und ausgeschaltet wird.
• Aufgrund der hohen Einsparpotentiale haben sich LED Leuchten auf dem Markt etabliert. Die handelsüblichen LEDs werden mit Gleichstrom betrieben und müssen in einem bestimmten Betriebspunkt betrieben werden, um effizient zu sein. Das bedeutet, dass es notwendig ist weitere Elektronik, wie Netzteile und sogenannte LED-Treiber zu verwenden. Diese elektronischen Bauteile erzeugen zusätzliche Wärme. Es wird hochwertige Elektronik mit hoher Effizienz eingebaut, die genau auf den Leistungsbedarf der jeweiligen LEDs angepasst sind. Teilweise beinhalten die Leuchten auch Sensoren wie Lichtsensoren oder Temperatursensoren, und können autark das Licht ein und ausschalten. Die Elektronik wird für die jeweiligen LEDs ausgelegt und optimiert.
• Bei den LED Leuchtmittel, die direkt an 220 Volt Wechselspannung angeschlossen werden können und kompatibel zu den handelsüblichen Fassungen sind, wird die Elektronik in der Fassung der Leuchtmittel, auf der Ebene zwischen dem Verschluss und den LEDs, integriert.
• Diese Erfindung basiert auf zwei Hauptkomponenten:
• 1) ICE Gateway (1) und
• 2) ICE-LED (4 & 5)
• Die ICE-LED ist entweder ein LED Leuchtmittel (4) oder eine LED Leuchte (5), ohne jede Art von zusätzlicher Elektronik wie Netzteile, Sensoren oder Treiber.
• Der ICE Gateway beinhaltet u. a. ein Netzteil (5) und einen IC (integrated circuit) basierten Treiber (6), der von einem programmierbaren Mikroprozessor, FPGA, ASIC (10) oder ähnlichem gesteuert wird. Zusätzlich können einer oder mehre Sensoren eingebunden werden, um die Funktionalität beispielsweise nach Temperatur oder Helligkeit zu optimieren.
• Die ASIC (10) steuert den Treiber (6), um die Helligkeit der LEDs zu bestimmen. Durch den Einsatz der ASICs (1) können intelligente Lösungen in Zusammenhang mit Sensoren und andere externe Informationen ermöglicht werden, um das Lichtverhalten einer LED Leuchte (4 oder 5) dynamisch zu optimieren.
• Eine oder mehre WiFi (8), Zigbee oder Funk Module (7), sowie PLN oder ähnliche Bauteile können integrierte werden, um eine Vernetzung der ICE Gateway mit externen Servern, untereinander, und mit externen Geräten zu ermöglichen.
• Der zusätzlich eingebaute ASIC, anwendungsspezifischer integrierter Schaltung (10), steuert u. a. die WLAN (8), IC-LED-Treiber (6), Sensoren und Mikroprozessoren.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:
• 1: ICE Gateway (bestehend aus einem Oberteil und einem Unterteil)
• 2: Oberteil der ICE Gateway mit dem Netzteil (5) und IC basierter Treiber für LED (6), 110 V bis 220 Volt Wechselstrom Eingang (4) und der Gleichstromausgang (2) für ICE-LED (4 oder 5)
• 3: Unterteil der ICE Gateway mit ASIC (10), WLAN (8) für externen Anbindungen, Funkmodul (7) mit eingebauten SIM Karten, Sensoren und USB Anbindung (9) für externe Anbindungen und Antennen.
• 4: Ein LED Leuchtmittel (12) ohne Netzteil und Treiber. Das kann mit üblichen E40 (11) oder ähnliches in einer Leuchte eingebracht werden. Das muss an den Gleichstrom Ausgang von ICE Gateway (2) angeschlossen werden.
• 5: Eine LED Leuchte (14) ohne Netzteile und Treiber, mit einem Gehäuse (13). Die Leuchte ersetzt eine herkömmliche Leuchte. Der ICE Gateway kann extern oder intern eingebaut werden. Der Eingang muss an den Gleichstrom Ausgang von ICDE Gateway (2) angeschlossen werden.

Claims (4)

1. ICE-LED-System dadurch gekennzeichnet, dass ein ICE Gateway (1) mit eingebauter anwendungsspezifischer integrierter Schaltung (ASIC) eine oder viele verschiedene Arten von ICE-LED Leuchtmitteln (12) oder LED Leuchten (14) steuert. Ein ICE Gateway kann mit einem oder mehreren ICE Gateways, aber auch mit zusätzlichen externen Sensoren oder Geräte über WLAN (8) oder USB (3) verbunden sein. Ein ICE Gateway kann über Funk (7) mit Servern im Internet vernetzt sein.
2. ICE-LED nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel oder Leuchten lediglich LEDs verwenden, die mit Gleichstrom betrieben werden, und keine weitere Elektronik für die Ansteuerung der LEDs beinhalten.
3. ICE-Gateway nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung, ASIC (10), einen IC-basierten LED Treiber (6) optimal steuert. Dadurch können externe ICE-LEDs gesteuert werden. Für die optimale Steuerung der ICE-LEDs kann der ICE Gateway auch externe Steuer- und Sensor-Daten über W-LAN (8) oder Funk (7) einholen und durch eigebaute Logik verarbeiten.
4. „Programmierbare Module” für ein dynamisches Beleuchtungsverhalten nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Verhalten und Zusammenspiel der Komponenten zur Steuerung von ICE-LED durch entsprechende Programmierung der ASICs (10) dynamisch bestimmt werden kann. Hiermit kann das Lichtverhalten einer Leuchte abhängig von externen Paramatern, wie der Strompreis, gesteuert werden. Sobald die Parameter variieren, kann die einzelne ASIC (10) anhand der vorgegebenen Rahmenbedingungen reagieren. Die Rahmenbedingungen definieren die erlaubten Änderungen der Lichtstärke bei einzelnen Leuchten zu bestimmten Zeiten.

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