DE202015006594U1

DE202015006594U1 - Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität für LED-Lichtmasten

Info

Publication number: DE202015006594U1
Application number: DE202015006594.5U
Authority: DE
Original assignee: Grupos Electrogenos Europa SA
Current assignee: Grupos Electrogenos Europa SA
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2015-09-23
Publication date: 2016-01-05
Anticipated expiration: 2025-09-24
Also published as: EP3001777A1; FR3026598A3; ES2953432T3; ES1128205Y; FR3026598B3; EP3001777B1; ES1128205U

Abstract

Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Bestandteile aufweist: ein elektronisches Regelmodul (1), einen oder mehrere Umgebungslichtsensoren (2), ein Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3), eine manuelle Einstellung des Referenzwerts (5), eine oder mehrere Erweiterungssteckverbindungen (8), sowie einen oder mehrere Ausgänge (7) mit einem Steuersignal (9) für die Netzteile (10) der LED-Leuchten (11).

Description

Die vorliegende Beschreibung bezieht sich, wie aus der Überschrift zu entnehmen ist, auf eine Vorrichtung zur automatischen oder manuellen Regelung der Lichtintensität oder Beleuchtungsstärke insbesondere für vorzugsweise mobile Lichtmasten mit LED-Leuchten (Abkürzung aus dem englischen LED: ”Light-Emitting Diode”, bzw. lichtemittierende Diode). Die Vorrichtung besteht aus einem elektronischen System, das die Stärke des Umgebungslichtes erkennt und sie mit der Beleuchtung durch den LED-Lichtmast ergänzt, bis eine Referenz-Beleuchtungsstärke durch automatische oder manuelle Regelung erreicht wird. Eine solche Beleuchtungsstärke wird vom System selbst über einen Wahlschalter definiert.
Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Vorrichtungen zur automatischen oder manuellen Regelung der Beleuchtungsstärke für vorzugsweise mobile Lichtmasten mit LED-Leuchten.
Stand der Technik
Derzeit ist die Suche nach Energieeinsparung und Energieeffizienz eine Notwendigkeit aufgrund des diesbezüglichen gesteigerten Bewussteins in der Gesellschaft sowie der wachsenden Energiekosten. Energie sollte nur verbraucht werden, wenn sie unbedingt benötigt wird.
Dieses Problem wurde bis jetzt bei mobilen Beleuchtungssystemen aufgrund der Unmöglichkeit, die Beleuchtungsstärke zu regeln, nicht berücksichtigt. Die bisher zum Einsatz kommende Leuchtentechnologie (normalerweise Halogen-Metalldampflampen) machte die Installation einer Regelvorrichtung nicht rentabel. Auch herrscht in dem Einsatzumfeld geringes Bewusstsein für diese Thematik.
Einige Hersteller verfolgen die Idee, die Leuchten selektiv ein- und auszuschalten, oder den Lichtmast je nach vorhandener Lichtstärke zu nutzen, indem Dämmerungsschalter oder Zeitschaltuhren zum Einsatz kommen. Diese Regelvorrichtungstypen sowie andere, die für die LED-Technologie besser geeignet sind, werden unter anderen in den folgenden Patenten beschrieben: US 2009/0039797 A1 ”A process and system of lighting with green energy source and intelligent power management, which saves energy consuming and limits pollution.”, US 5455487 ”A device for controlling power to an electrical load.” US 2006/0220895 ”A visual indicator includes a solar panel, a rechargeable battety operatively connected to the solar panel for charging the rechargeable battery with power from the solar panel, a light emitting diode (LED) operatively connected to the rechargeable battery to emit light, and a controller operatively connected to the rechargeable battery and the LED to control operating characteristics of the LED”, US 2010/0269383 ”An apparatus and method provides for managing solar power to a LED illumination device such as a street sign so that the power from a power storage device is monitored and variations in applied power to the LED device can be dynamically made to preserve power or increase power as appropriate.” oder aber auch in ES-2197812 ”Dispositivo de iluminación y/o señalización perfeccionado”, obschon sich diese Geräte auf eine Regelung von Vorrichtungen beziehen, die keine mobilen Lichtmasten sind.
Des Weiteren sind Lichtmasten mit LED als Lichtquelle bekannt, was den folgenden Patenten zu entnehmen ist: AU2013100095 ”Lighting tower”, AU2011100774 ”A portable lighting tower”, AU2012205277 ”Improved Lighting System for Mobile Lighting Tower”, CN202532314 ”High-tower light emitting diode (LED) lighting device”, CN203115594 ”Stacked tower-type light-emitting diode (LED) lamp structure” und CN202868613 ”Lighting tower car. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie nicht über automatische Elemente zur Regelung der Beleuchtungsstärke der Leuchten verfügen.
Ebenso sind Vorrichtungen gemäß des Patents ES-2289967 ”Sistema de luminarias con control remoto” bekannt. Der Nachteil dabei ist jedoch, dass sich dieses Leuchtensystem mit Fernbedienung nicht auf mobile Lichtmasten bezieht, sondern auf fest installierte Beleuchtung an Arbeitsplätzen, in Büroräumen etc.
Nach dem Stand der Technik sind zudem Anlagen gemäß Patent ES-2360774 ”Sistema de iluminación para vías de circulación de vehículos o personas” bekannt. Dabei handelt es sich allerdings um fest installierte Anlagen, bei denen eine Regelung der Beleuchtung in Abhängigkeit vom Personen- oder Fahrzeugverkehr angestrebt wird, um die Beleuchtungsstärke zur Verkehrsoptimierung zu regeln.
Beschreibung der Erfindung
Zur Lösung der derzeitigen Problematik des Energieverbrauchs bei der Beleuchtung mit LED-Lichtmasten sowie zur Verbesserung des derzeitigen Stands der Technik wurde die vorliegende Erfindung bestehend aus einer Vorrichtung zur Regelung der Lichtstärke für LED-Lichtmasten entwickelt. Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung mit Wirkung auf die Netzteile zur Versorgung der Leuchten des Lichtmastes. Diese Netzteile werden je nach Status des im Mast selbst integrierten oder in seinem Wirkungskreis mit Kabeln oder drahtlos verbundenen Umgebungslichtsensors aktiviert.
Ein zentrales Steuermodul empfängt die Signale sowohl des Umgebungslichtsensors als auch der Regelung des Referenzwertes. Ein solcher Referenzwert definiert die für den Arbeitsbereich angestrebte Beleuchtungsstärke. Dieser Referenzwert kann lokal über Verkabelung an die Regelung übermittelt werden oder mittels drahtloser Kommunikationssysteme.
Nach Verarbeitung des Referenzwert-Signals und des Umgebungslichts sowie weiterer, möglicherweise nützlicher programmierbarer Parameter wie zum Beispiel Uhrzeit und Datum des Systems, Anwesenheit von Personen im Arbeitsbereich, GPS-Standort des Mastes, lokale oder telematische Genehmigungen für die Inbetriebnahme durch andere Masten oder Regeleinheiten in der Umgebung oder jegliche sonstige Vorrichtung, die für die Funktionsweise der Erfindung von Bedeutung sein könnte, sendet die Regeleinheit ein Steuersignal an die Netzteile des LED-Lichtmastes, damit die Ausgangsleistung so geregelt wird, dass die von den LED-Leuchten entwickelte Lichtstärke und somit Leistung der definierten Soll-Beleuchtungsstärke entspricht.
Der an die Netzteile übermittelte Signalpegel variiert dynamisch in Abhängigkeit vom Umgebungslicht und dem Signal der Referenz-Beleuchtungsstärke, so dass die LED-Leuchten die erforderliche Leistung aufweisen, um die vom Referenzwert-Signal vorgegebene Beleuchtungsstärke zu erzielen.
Dieses von der Regeleinheit generierte Signal kann an die Netzteile direkt über Kabel oder drahtlos an ein Modul gesendet werden, das sich im Anbringungsbereich der Netzteile befindet. Dieses Modul generiert nach Verarbeitung und Dekodierung des Signals die sachdienlichen Informationen zur Anpassung der Arbeitsleistung der Netzteile.
Die Vorrichtung zur automatischen oder manuellen Regelung der Beleuchtungsstärke von LED-Lichtmasten kann in ein Netz von Vorrichtungen eingebunden werden, so dass mehrere dieser jeweils an den Masten angebrachten Vorrichtungen hierarchisch angeordnet miteinander kommunizieren können, um dem Netz im Fall einer Störung an einem Mast oder zur Einstellung der Leistungsstärke jedes einzelnen Mastes im Einklang mit einer gemeinsamen Beleuchtungsstärke Redundanz zu verleihen. Eine solche Kommunikation kann über Kabel oder drahtlos erfolgen. Für die Kommunikation über Verkabelung kommt ein beliebiges, bekanntes und anwendbares digitales oder analoges Datenübermittlungsprotokoll zum Einsatz. Für die drahtlose Kommunikation eignen sich Wi-Fi, Bluetooth oder jegliches sonstige bekannte Protokoll für die Funkkommunikation.
Die Beleuchtungsstärke kann auch manuell mit einer Vorrichtung zur Veränderung der elektrischen Parameter (Spannung, Strom oder Impedanz) verändert werden, so dass eine Änderung an der physischen Position dieser Vorrichtung zu einer Veränderung der von den Leuchten erzeugten Lichtleistung führt.
Vortile der Erfindung
Die vorgestellte Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten bietet zahlreiche Vorteile gegenüber den derzeit erhältlichen Vorrichtungen. Der wichtigste Vorteil besteht in der merklichen Verringerung des Energieverbrauchs durch Anpassung an den zum jeweiligen Zeitpunkt gegebenen tatsächlichen Bedarf.
Ein weiterer Vorteil besteht in der automatischen Anpassung der Beleuchtungsstärke ohne Notwendigkeit einer Bedienung am Mast, womit unsachgemäßen Eingriffen daran vorgebeugt wird.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit von Aktivierung und Überwachung per Fernbedienung dank der verschiedenen Steuerungssysteme, die für Steuerung und Bedienung des Systems aus der Ferne zum Einsatz kommen können.
Ein weiterer zusätzlicher Vorteil ist die Möglichkeit, den Mast in ein Netz von Masten einzubinden, die gemeinsam für die optimale Beleuchtung eines Bereichs zum Einsatz kommen können oder der Gesamtheit im Fall von Störungen an einem der Masten Redundanz verleihen.
Ein weiterer Vorteil im Zusammenhang mit der Verwendung von LED-Technologie ist die längere Lebens- und Nutzungsdauer der Vorrichtung in Unabhängigkeit von den Einschalt- und Ausschaltzyklen.
Figurenbeschreibung
Für ein besseres Verständnis des Gegenstands der vorliegenden Erfindung befindet sich im Anhang eine schematische Darstellung einer bevorzugten praktischen Ausführung einer Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten. In der Zeichnung zeigt 1 – eine Vorderansicht der Erfindung.
In dieser schematischen Darstellung zeigt 2 – ein schematisches Blockdiagramm der Erfindung.
3 – zeigt ein Flussdiagramm der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsart der Erfindung
Die erfindungsgegenständliche Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten umfasst, wie auf der im Anhang befindlichen Zeichnung zu sehen ist, hauptsächlich ein elektronisches Regelmodul (1), einen oder mehrere Umgebungslichtsensoren (2), ein Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3), eine manuelle Einstellung des Referenzwerts (5), eine oder mehrere Erweiterungssteckverbindungen (8), einen oder mehrere Ausgänge (7) mit einem Steuersignal (9) für die Netzteile (10) der LED-Leuchten (11). Dieses Steuersignal (9) am Ausgang oder an den Ausgängen (7) ist dynamisch variabel je nach Umgebungslicht und gewünschter Beleuchtungsstärke.
Eine oder mehrere Erweiterungssteckverbindungen (8) dienen als Erweiterungsmethode für die Leistungen des Moduls, vor allem für die Verbindung mit weiteren Geräten (13) wie zum Beispiel Kommunikationsmodule, GPS-Module, entfernte oder drahtlose Zusatzsensoren zur Erweiterung der Grundmerkmale und Funktionsweise dieses Modells.
Das elektronische Regelmodul (1) umfasst seinerseits ein Speisungsmodul (12) für Gleichstrom, ein Regelsignal-Erzeugungsmodul (14), einen Wahlschalter (4) für manuelle oder automatische Betriebsweise sowie Anschlüsse für einen oder mehrere Umgebungslichtsensoren (2), Anschlüsse für das Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3) und Anschlüsse für die manuelle Einstellung des Referenzwerts (5).
Der oder die Umgebungslichtsensoren (2) sind elektrische Umwandler der Umgebungslichtstärke in einen elektrischen Parameter und über Draht oder drahtlos an die Hauptsteuervorrichtung angeschlossen.
Das Speisungsmodul (12) für Gleichstrom kann entweder am Netzteil (10) des Lichtmastes mit LED-Leuchten (11) selbst oder an einen unabhängigen externen Netzadapter (6) angeschlossen werden.
Das Steuersignal (9) für die Netzteile (10) der LED-Leuchten (11) am Ausgang oder an den Ausgängen (7) wird mittels des Regelsignal-Erzeugungsmoduls (14) erzielt, in Abhängigkeit von den Eingängen der externen Sensoren oder internen Prozesse vom Typ Zeitschaltuhr, Bewegungsmelder, Gerätestandort oder sonstigem.
Der oder die Umgebungslichtsensoren (2) sind Lichterkennungszellen mit einem elektrischen Ausgang, der sich proportional zur ermittelten Lichtstärke verhält.
Vorgesehen ist, dass sämtliche Anschlüsse (15), sowohl zwischen dem oder den Ausgängen (7) des elektronischen Regelmoduls (1) und den Netzteilen (10) der LED-Leuchten (11) als auch jenen zwischen dem oder den Umgebungslichtsensoren (2) und dem Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3) mit dem elektronischen Regelmodul (1) verkabelt oder mit drahtlosen Verbindungen unter Verwendung eines beliebigen drahtlosen Protokolls oder bekannter Verfahren sowie auch einer Mischung von beiden Möglichkeiten ausgeführt werden können.
Das elektronische Regelmodul (1) weist zwei Betriebsmodi auf – manuell oder automatisch. Wenn sich der Wahlschalter (4) für den Betriebsmodus in manueller Position befindet, ist das Steuersignal (9) am Ausgang oder an den Ausgängen (7) proportional zur Größe der manuellen Einstellung des Referenzwerts (5). Wenn sich der Wahlschalter (4) für den Betriebsmodus in automatischer Position befindet, ist das Steuersignal (9) am Ausgang oder an den Ausgängen (7) dynamisch variabel je nach der von dem oder den Umgebungslichtsensoren (2) erkannten Umgebungslichtstärke und der gewünschten Beleuchtungsstärke laut Anzeige auf dem Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3).
Als Alternative ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten über Kommunikations- und Synchronisationsmittel für ähnliche, in einem Lichtmasten-Netz integrierte Vorrichtungen verfügt, womit die Möglichkeit gegeben ist, dass die Rückmeldung von einem anderen Mast in der Nähe gesteuert wird, wobei die Rückmeldung dynamisch auf die allgemeinen Anforderungen erfolgt und die Leistung an den Sollwert der anderen Lichtmasten angepasst wird.
Die Funktionsweise des elektronischen Regelmoduls (1) umfasst eine erste Stufe (15) mit manueller oder automatischer Überwachung der Umgebungsbedingungen, eine zweite Stufe (16) mit Verarbeitung der Referenzinformationen und Erzeugung des Regelsignals sowie eine dritte Stufe (17) mit Überwachung der Speisung der LED-Scheinwerfer zur Erzielung der angemessenen Beleuchtungsstärke.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2009/0039797 A1 [0005]
US 5455487 [0005]
US 2006/0220895 [0005]
US 2010/0269383 [0005]
ES 2197812 [0005]
AU 2013100095 [0006]
AU 2011100774 [0006]
AU 2012205277 [0006]
CN 202532314 [0006]
CN 203115594 [0006]
CN 202868613 [0006]
ES 2289967 [0007]
ES 2360774 [0008]

Claims

Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Bestandteile aufweist: ein elektronisches Regelmodul (1), einen oder mehrere Umgebungslichtsensoren (2), ein Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3), eine manuelle Einstellung des Referenzwerts (5), eine oder mehrere Erweiterungssteckverbindungen (8), sowie einen oder mehrere Ausgänge (7) mit einem Steuersignal (9) für die Netzteile (10) der LED-Leuchten (11).
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal (9) am Ausgang oder an den Ausgängen (7) je nach Umgebungslicht und gewünschter Beleuchtungsstärke dynamisch variabel ist.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Regelmodul (1) ein Speisungsmodul (12) für Gleichstrom aufweist sowie ein Regelsignal-Erzeugungsmodul (14), einen Wahlschalter (4) für manuelle oder automatische Betriebsweise sowie Anschlüsse für den oder die Umgebungslichtsensoren (2), Anschlüsse für das Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3) und Anschlüsse für die manuelle Einstellung des Referenzwerts (5).
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Speisungsmodul (12) für Gleichstrom an das Netzteil (10) des Lichtmastes mit LED-Leuchten (11) angeschlossen ist.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Speisungsmodul (12) für Gleichstrom an einen unabhängigen externen Netzadapter (6) angeschlossen ist.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal (9) für die Netzteile (10) der LED-Leuchten (11) am Ausgang oder an den Ausgängen (7) vom Regelsignal-Erzeugungsmodul (14) an den Eingängen der externen Sensoren oder internen Prozesse vom Typ Zeitschaltuhr, Bewegungsmelder, Gerätestandort oder sonstigem erzielt wird.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Umgebungslichtsensoren (2) aus Lichterkennungszellen mit einem elektrischen Ausgang bestehen, der sich proportional zur ermittelten Lichtstärke verhält.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten, gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang oder die Ausgänge (7) des elektronischen Regelmoduls (1) an die Netzteile (10) der LED-Leuchten (11) angeschlossen sind, entweder – über Kabel oder – drahtlos.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Umgebungslichtsensoren (2) an das elektronische Regelmodul (1) angeschlossen sind, entweder – über Kabel oder – drahtlos.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3) an das elektronische Regelmodul (1) angeschlossen ist, entweder – über Kabel oder – drahtlos.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenn sich der Wahlschalter (4) für die Betriebsweise in der manuellen Position befindet, das Steuersignal (9) am Ausgang oder an den Ausgängen (7) proportional zur Größe der manuellen Einstellung des Referenzwerts (5) ist.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenn sich der Wahlschalter (4) für die Betriebsweise in der automatischen Position befindet, das Steuersignal (9) am Ausgang oder an den Ausgängen (7) je nach der von dem oder den Umgebungslichtsensoren (2) erkannten Umgebungslichtstärke und der gewünschten Beleuchtungsstärke laut Anzeige auf dem Anzeigemodul für den Beleuchtungsreferenzwert (3) dynamisch variabel ist.
Vorrichtung zur Regelung der Lichtintensität von LED-Lichtmasten gemäß Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie über Kommunikations- und Synchronisationsmittel für ähnliche, in einem Lichtmasten-Netz integrierte Vorrichtungen verfügt.