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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Kerze, insbesondere eine elektronische Kerze mit simulierter Flammenbewegung und Simulation eines Ausblasens der Kerzenflamme.
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Stand der Technik
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Herkömmliche Kerzen dienen zur Beleuchtung insbesondere bei außergewöhnlichen Ereignissen, bei denen für Atmosphäre gesorgt werden soll. Die Benutzung einer solchen Kerze kann leicht von der Umgebung beeinflusst oder beschränkt werden, da sie auf einem Verbrennungsprozess beruht. Wenn es z.B. in der Umgebung starken Wind gibt, kann die Kerze leicht ausgelöscht werden. Wenn die Kerze in einem abgeschlossenen Raum brennt, wird Sauerstoff verbraucht und werden schädliche Abgase erzeugt. Deshalb fühlt man sich nicht wohl. Außerdem besteht die Gefahr eines Brandes, wenn die Kerze nicht zuverlässig befestigt ist, oder sich entzündliche Materialien in der Nähe der Kerze befinden. Aus diesem Grund ersetzen elektronisch simulierende Kerzen allmählich herkömmliche Verbrennungskerzen. Derzeit gibt es immer mehr Arten von elektronisch simulierenden Kerzen zur Dekoration. Allerdings ist der Aufbau der gegenwärtigen elektronisch simulierenden Kerzen normalerweise kompliziert, und der Simulationseffekt einer natürlichen Kerzenflamme ist nicht ideal.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu beheben und insbesondere eine elektronische Kerze bereitzustellen, die ein realistischeres Leuchtverhalten und Bedienverhalten bietet.
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Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Kerze nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird eine elektronische Kerze bereitgestellt, die ein Flackern und eine Bewegung der Kerzenflamme realistisch simulieren kann und insbesondere beim Pusten gegen die Kerze, insbesondere gegen deren oberes Ende, ein realistisches Auspust-Verhalten zeigt, wie es dem Benutzer von herkömmlichen Kerzen mit Docht, die durch einen Brennstoff versorgt werden, gewohnt ist.
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Somit wird eine elektronische Kerze mit Simulation einer Kerzenflamme bereitgestellt, umfassend ein Gehäuse, einen im Gehäuse angeordneten Leuchtkörper, der ausgelegt und so angeordnet ist, um eine an der Oberseite des Gehäuses angeordnete flammenförmige Scheibe zum Simulieren einer Kerzenflamme zu beleuchten, eine an der Unterseite des Gehäuses angeordnete elektromagnetische Spule und eine Leiterplatte, die mit der elektromagnetischen Spule verbunden ist und diese treibt. Erfindungsgemäß ist die flammenförmige Scheibe auf einem Schaft verstellbar bzw. beweglich, insbesondere schwenkbeweglich, gelagert, der mit der elektromagnetischen Spule gekoppelt ist, wobei ein Magnet, dessen Magnetpol gleich wie der der elektromagnetischen Spule ist, auf der flammenförmigen Scheibe angeordnet, beide Enden des Schafts an den beiden Enden der oberen Stirnfläche des Gehäuses befestigt sind, ein Mikrophon auf dem Gehäuse angeordnet ist, das Mikrophon elektronisch mit einem Steuerchip verbunden ist, der Steuerchip mit der elektromagnetischen Spule und dem Leuchtkörper und mit der Leiterplatte elektronisch verbunden ist, und der Steuerchip ausgelegt ist, um in Entsprechung zu Blasgeräuschen, die mit Hilfe des Mikrophons und des Steuerchips erfasst werden, die Intensität des von dem Leuchtkörper abgestrahlten Lichts, das einer Beleuchtung der flammenförmigen Scheibe dient, zu reduzieren, um ein Auspusten der Kerzenflamme zu simulieren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Unterseite der Leiterplatte mit einem Stromversorgungskasten und einem Schalter verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Leuchtkörper eine Leuchtdiode (LED) oder eine LED-Körper und auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Leiterplatte weiter eine Steuerschaltung mit einem Oszillator-Chip, wobei ein erster Anschuss des Oszillator-Chips über einen Widerstand mit der Basis eines zweiten Transistors verbunden ist, der Kollektor des zweiten Transistors mit einem Ende der elektromagnetischen Spule verbunden ist, ein anderes Ende der elektromagnetischen Spule mit der Kathode der Leuchtdiode verbunden, der Emitter des zweiten Transistors mit der positiven Elektrode der Leuchtdiode verbunden ist, ein sechster Anschluss des Oszillator-Chips mit dem zweiten Anschluss des Steuerchips in Reihe verbunden ist, ein fünfter Anschluss des Oszillator-Chips über den Widerstand mit der positiven Elektrode des Mikrophons verbunden ist, die positive Elektrode des Mikrophons mit der Basis des ersten Transistors verbunden ist, der Kollektor des ersten Transistors mit einem achten Anschluss des Steuerchips verbunden ist, der Emitter des ersten Transistors mit der Kathode der Stromversorgung verbunden ist, der achte Anschluss des Steuerchips über einen Kondensator gemeinsam mit dem siebten Anschluss des Steuerchips und der Kathode des Mikrophons mit der Kathode der Stromversorgung verbunden ist, die positive Elektrode der Stromversorgung in Reihe mit dem Schalter verbunden ist, und ein sechster Anschluss des Steuerchips, ein fünfter Anschluss des Oszillator-Chips und die positive Elektrode der Leuchtdiode gesondert verbunden sind, wobei nachdem die Stromversorgung und der Schalter eingeschaltet werden, der Steuerchip über den sechsten Anschluss eine Betriebsspannung erhält, der Oszillator-Chip über den fünften Anschluss eine Betriebsspannung erhält, der Strom des Oszillator-Chips durch den zweiten Transistor verstärkt und dann an die elektromagnetische Spule und die Leuchtdiode ausgegeben wird, die Leuchtdiode Strom führt und leuchtet, die elektromagnetische Spule Strom führt und folglich ein Magnetfeld erzeugt, um die flammenförmige Scheibe über den Schaft gesteuert zu verschwenken, wobei wenn in das Mikrophon gepustet wird, das von dem Mikrophon erfasste Blas-Signal in ein elektronisches Signal gewandelt wird, das elektronische Signal durch den ersten Transistor verstärkt und über den achten Anschluss des Steuerchips an den Steuerchip übermittelt wird, der Steuerchip das Steuersignal an die Leuchtdiode über den sechsten Anschluss ausgibt, um die Leuchtdiode in Entsprechung zu dem erfassten Blas-Signal zu steuern, insbesondere um durch Steuern der Helligkeit der Leuchtdiode ein Flackern der Kerzenflamme und/oder ein Auspusten der Kerzenflamme zu simulieren.
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Im Vergleich zum Stand der Technik ermöglicht die vorliegende Erfindung insbesondere die folgenden vorteilhaften Wirkungen und Effekte:
Nach der Erfindung wird das Prinzip ausgenutzt, dass sich gleichartige Magnetpole abstoßen. Die flammenförmige Scheibe der erfindungsgemäßen elektronischen Kerze wird dadurch zum Schwenken gebracht, um ein Flackern und eine natürliche Bewegung von herkömmlichen Kerzen mit Docht, die einen Brennstoff verbrennen, sehr realistisch zu simulieren, dass das Magnetfeld, das den Magnet der flammenförmigen Scheibe abstößt, sich durch Ansteuern der elektromagnetischen Spule ergibt, gesteuert durch den Steuerchip. Dadurch wird bewirkt, dass sich das Licht der LED-Leuchte, das die flammenförmige Scheibe beleuchtet, in seiner Intensität in natürlicher Weise schwankt und die flammenförmige Scheibe sich hin- und herbewegt, insbesondere aufgrund einer vergleichsweise langsamen und gleichförmigen oder auch ungleichmäßigen Schwenkbewegung um die Achse, die durch den lagernden Schaft definiert ist, um ein Flackern und eine natürliche Bewegung der Kerzenflamme herkömmlicher Kerzen mit Docht, die einen Brennstoff verbrennen, zu simulieren.
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Außerdem ist ein Mikrophon auf der Oberseite des Gehäuses angeordnet, wodurch das Verhalten herkömmlicher Kerzen mit Docht, die einen Brennstoff verbrennen, noch besser simuliert werden kann. Wenn man im oberen Bereich der Kerze pustet, insbesondere gegen das Mikrophon, wird das durch das Mikrophon erfasst Blas-Signal in ein elektronisches Signal gewandet und mit Hilfe des Steuerchips geeignet weiter verarbeitet, um die Lichtstärke des von der LED-Leuchte abgestrahlten Lichts, das die flammenförmige Scheibe beleuchtet, geeignet zu steuern. So kann insbesondere ein Auspusten einer herkömmlichen Kerze dadurch realistisch simuliert werden, dass die Lichtstärke der LED-Leuchte entsprechend einer geeigneten Funktion, insbesondere in Entsprechung zu dem von dem Mikrophon erfassten Blas- bzw. Pust-Signal, gesteuert wird, insbesondere auf Null zurückgefahren wird.
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Außerdem ist ein Widerstand mit Konstantstrom in der Steuerschaltung nach der vorliegenden Erfindung angenommen, was die Lebensdauer der LED-Lampe nach der vorliegenden Erfindung vorteilhaft verlängert.
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Figurenübersicht
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1: den allgemeinen Aufbau einer elektronischen Kerze gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2: die Steuerschaltung einer elektronischen Kerze gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Wie in 1 gezeigt, umfasst eine elektronische Kerze gemäß der vorliegenden Erfindung mit Mikrophon ein insgesamt zylindrisch geformtes Gehäuse 1, das der Form einer herkömmlichen Kerze mit Docht, die Brennstoff verbrennt, stark ähnelt und insbesondere einstückig, beispielsweise aus einem Kunststoff, ausgebildet ist. In dem Gehäuse 1 ist ein Leuchtkörper 2 angeordnet, der bevorzugt als LED-Leuchte ausgebildet ist. Weiter ist auf der Oberseite des Gehäuses 1 eine flammenförmige Scheibe 3 beweglich gelagert, wobei eine an der Unterseite oder im Mittelabschnitt des Gehäuses 1 angeordnete elektromagnetische Spule und eine Leiterplatte 5 vorgesehen sind, die die elektromagnetische Spule betreibt. Ein Schaft bzw. eine Achse 6 ist an den beiden Enden des oberen Endes des Gehäuses 1 vorgesehen, um die flammenförmige Scheibe 3 beweglich zu lagern, insbesondere schwenkbeweglich. Der Schaft 6 ist mit der elektromagnetischen Spule 4 verbunden und wird von dieser zur Verstellung der flammenförmigen Scheibe 3 angetrieben. Ein Magnet, dessen Magnetpolung gleich ist wie die der elektromagnetischen Spule 4, ist an der flammenförmigen Scheibe 3 angeordnet. Wegen des Prinzips, dass sich gleiche Magnetpole abstoßen, wird die flammenförmige Scheibe 3, die auf dem Schaft 6 gelagert ist, aufgrund von magnetischen Abstoßungskräften, bewirkt durch die elektromagnetische Spule 4, verstellt, um insbesondere eine gleichmäßige oder auch nicht-gleichmäßige Schwenkbewegung auszuführen, um so das Brennverhalten von herkömmlichen Kerzen mit Docht, die einen Brennstoff verbrennen, zu simulieren.
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Der Leuchtkörper 2 ist nach der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine LED-Leuchte, die auch mehrere LEDs in geeigneter Anordnung umfassen kann. Das Licht des Leuchtkörpers 2 wird geeignet auf die flammenförmige Scheibe 3 abgebildet, um diese zu Beleuchten und so eine Kerzenflamme zu simulieren.
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Ein Mikrophon 7 ist auf der Oberseite des Gehäuses 1 angeordnet. Das Mikrophon 7 ist elektronisch mit dem Steuerchip 8 verbunden. Wenn man gegen das Mikrophon pustet oder im oberen Bereich der elektronischen Kerze bläst, wandelt das Mikrophon das erfasste Blas- oder Pust-Signal entsprechend in ein elektronisches Signal um, das an den Steuerchip 8 zur weiteren Verarbeitung übermittelt wird. Das von dem Steuerchip 8 ausgegebene elektronische Signal steuert nach der elektronischen Signalverarbeitung das Leuchtverhalten des Leuchtkörpers 2 in geeigneter Weise. Insbesondere kann ein Auspusten der Kerze durch geeignetes Herunterfahren der Lichtstärke des von dem Leuchtkörper 2 abgestrahlten Lichts, das der Beleuchtung der flammenförmigen Scheibe 3 dient, sehr realistisch simuliert werden, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben.
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Der Stromversorgungskasten 9 und der Schalter 10 sind an der Unterseite des Gehäuses 1 angeordnet. Sie dienen dazu, Strom für den Leuchtkörper 2 und die Leiterplatte 5 bereitzustellen. Die elektromagnetische Spule 4 ist an der Leiterplatte 5 angeordnet. Ein Magnetfeld ergibt sich daraus, dass die Leiterplatte 5 die elektromagnetische Spule 4 mit Strom versorgt.
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Wie in der 2 zeigt, umfasst die Leiterplatte 5 weiter eine Steuerschaltung mit einem Oszillator-Chip 510, wobei ein erster Anschuss des Oszillator-Chips 510 über einen Widerstand R2 mit der Basis eines zweiten Transistors Q2 verbunden ist, der Kollektor des zweiten Transistors Q2 mit einem Ende der elektromagnetischen Spule 4 verbunden ist, ein anderes Ende der elektromagnetischen Spule 4 mit der Kathode der Leuchtdiode 2 bzw. des Leuchtkörpers verbunden ist, der Emitter des zweiten Transistors Q2 mit der positiven Elektrode der Leuchtdiode 2 verbunden ist, ein sechster Anschluss des Oszillator-Chips 510 mit dem zweiten Anschluss des Steuerchips in Reihe verbunden ist, ein fünfter Anschluss des Oszillator-Chips 510 über den Widerstand R1 mit der positiven Elektrode des Mikrophons 7 verbunden ist, die positive Elektrode des Mikrophons 7 mit der Basis des ersten Transistors Q1 verbunden ist, der Kollektor des ersten Transistors Q1 mit einem achten Anschluss des Steuerchips verbunden ist, der Emitter des ersten Transistors Q1 mit der Kathode der Stromversorgung verbunden ist, der achte Anschluss des Steuerchips über einen Kondensator C1 gemeinsam mit dem siebten Anschluss des Steuerchips und der Kathode des Mikrophons 7 und mit der Kathode der Stromversorgung verbunden ist, die positive Elektrode der Stromversorgung in Reihe mit dem Schalter verbunden ist, und ein sechster Anschluss des Steuerchips, ein fünfter Anschluss des Oszillator-Chips und die positive Elektrode der Leuchtdiode 2 gesondert verbunden sind.
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Nachdem die Stromversorgung und der Schalter eingeschaltet werden, erhält der Steuerchip über den sechsten Anschluss eine Betriebsspannung, wobei der Oszillator-Chip über den fünften Anschluss eine Betriebsspannung erhält, der Strom des Oszillator-Chips 510 durch den zweiten Transistor Q2 verstärkt und dann an die elektromagnetische Spule 4 und die Leuchtdiode 2 ausgegeben wird, die Leuchtdiode 2 Strom führt und leuchtet, die elektromagnetische Spule 4 Strom führt und folglich ein Magnetfeld erzeugt, um die flammenförmige Scheibe 3 über den Schaft 6 geeignet gesteuert zu verstellen, insbesondere zu verschwenken, wobei wenn in das Mikrophon 7 gepustet bzw. am oberen Ende der Kerze geblasen wird, das von dem Mikrophon 7 erfasste Pust- oder Blas-Signal in ein elektronisches Signal gewandelt wird, das elektronische Signal durch den ersten Transistor Q1 verstärkt und über den achten Anschluss des Steuerchips an den Steuerchip übermittelt wird, der Steuerchip das Steuersignal an die Leuchtdiode 2 über den sechsten Anschluss ausgibt, um die Leuchtdiode 2 in Entsprechung zu dem erfassten Pust- oder Blas-Signal zu steuern, insbesondere um durch Steuern der Helligkeit der Leuchtdiode 2 ein Flackern der Kerzenflamme und/oder ein Auspusten der Kerzenflamme zu simulieren.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird das Prinzip ausgenutzt, dass sich gleichartige Magnetpole abstoßen, um die flammenförmige Scheibe 3 geeignet zu verstellen, um eine herkömmliche Kerze mit Docht, die einen Brennstoff verbrennt, realistisch zu simulieren. Insbesondere wird die flammenförmige Scheibe 3 dadurch zum Schwenken gebracht, dass das Magnetfeld, das den Magnet der flammenförmigen Scheibe 3 abstößt, durch Betreiben der elektromagnetischen Spule erzeugt wird. Der Effekt, dass sich eine Kerzenflamme einer herkömmlichen Kerze leicht bewegt, etwa aufgrund von Luftströmungen in ihrer Umgebung, wird durch geeignetes Verstellen der flammenförmigen Scheibe 3 sehr realistisch simuliert. Diese realitätsnahe Simulation wird dadurch unterstützt, dass auch die Lichtstärke des von dem Leuchtkörper 2 abgestrahlten Lichts, das der Beleuchtung der flammenförmigen Scheibe 3 dient, geeignet gesteuert wird, insbesondere in geeigneter Weise zeitabhängig.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine elektronische Kerze mit Simulation einer herkömmlichen Kerzenflamme, umfassend ein Gehäuse, einen im Gehäuse angeordneten Leuchtkörper, der ausgelegt und so angeordnet ist, um eine an der Oberseite des Gehäuses angeordnete flammenförmige Scheibe zum Simulieren einer Kerzenflamme zu beleuchten, eine an der Unterseite des Gehäuses angeordnete elektromagnetische Spule und eine Leiterplatte, die mit der elektromagnetischen Spule verbunden ist und diese treibt. Erfindungsgemäß ist die flammenförmige Scheibe auf einem Schaft verstellbar bzw. beweglich, insbesondere schwenkbeweglich, gelagert, der mit der elektromagnetischen Spule gekoppelt ist, wobei ein Magnet, dessen Magnetpol gleich wie der der elektromagnetischen Spule ist, auf der flammenförmigen Scheibe angeordnet, beide Enden des Schafts an den beiden Enden der oberen Stirnfläche des Gehäuses befestigt sind, ein Mikrophon auf dem Gehäuse angeordnet ist, das Mikrophon elektronisch mit einem Steuerchip verbunden ist, der Steuerchip mit der elektromagnetischen Spule und dem Leuchtkörper und mit der Leiterplatte elektronisch verbunden ist, und der Steuerchip ausgelegt ist, um in Entsprechung zu Blasgeräuschen, die mit Hilfe des Mikrophons und des Steuerchips erfasst werden, die Intensität des von dem Leuchtkörper abgestrahlten Lichts, das einer Beleuchtung der flammenförmigen Scheibe dient, zu reduzieren, um ein Auspusten der Kerzenflamme zu simulieren.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen nur einer beispielhaften Erläuterung des Prinzips der vorliegenden Erfindung. Der einschlägige Fachmann kann die beschriebene Ausführungsspiele weiter überarbeiten, ergänzen oder durch ähnliche Ausführungsbeispiele ersetzen, ohne von dem allgemeinen Lösungsansatz und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie in den beigefügten Schutzansprüchen festgelegt, abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Leuchtkörper
- 3
- Flammenscheibe
- 4
- elektromagnetische Spule
- 5
- Leiterplatte
- 510
- Oszillator-Chip
- 6
- Hängeschaft
- 7
- Mikrophon
- 8
- Steuerchip
- 9
- Stromversorgungskasten
- 10
- Schalter
