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Vom Markt her bekannt sind Leuchten für Küchen, welche beispielsweise an einer Decke eines Küchenraums, an einer Unterseite von Hängeschränken oder dergleichen angeordnet sein können. Die Leuchten können zur allgemeinen Beleuchtung des Küchenraums ebenso dienen wie zur gezielten Beleuchtung von in der Küche vorhandenen Arbeitsflächen.
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Steuereinrichtung nach Anspruch 1, sowie durch eine Verteileinrichtung, ein Verteilsystem und eine Leuchte nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in den Zeichnungen, wobei die Merkmale sowohl in Alleinstellung als auch in unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wichtig sein können, ohne dass hierauf nochmals explizit hingewiesen wird.
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Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung (erste Variante) zum Betreiben mindestens einer Leuchte, wobei die Steuereinrichtung eine Schnittstelle aufweist, über die die Steuereinrichtung lösbar elektrisch mit einer externen Einheit, insbesondere einer Verteileinrichtung, verbindbar ist, wobei die Schnittstelle einen ersten Anschluss zur Ansteuerung einer ersten Leuchteneinheit der mindestens einen Leuchte und mindestens einen zweiten Anschluss zur Ansteuerung mindestens einer zweiten Leuchteneinheit der mindestens einen Leuchte aufweist, wobei die Schnittstelle einen dritten Anschluss zur Verbindung mit einem elektrischen Bezugspotenzial aufweist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den ersten Anschluss und/oder den mindestens einen zweiten Anschluss zumindest zeitweise mit dem dritten Anschluss zu verbinden.
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Der besagte erste, zweite und dritte Anschluss kann beispielsweise ein einzelner Kontakt eines Steckverbinders oder eine einzelne Ader eines Kabels oder ein einzelner Kontakt sein. In einer Ausgestaltung weist der erste, zweite und dritte Anschluss jeweils mehr als einen Kontakt bzw. eine Ader auf.
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Das Bezugspotenzial kann beispielsweise ein Massepotenzial oder ein Potenzial einer Betriebsspannung sein. In einer Ausgestaltung ist die "externe Einheit" eine Leuchte. In einer weiteren Ausgestaltung ist die "externe Einheit" eine Leuchte, wobei die Verteileinrichtung ebenfalls in besagter Leuchte angeordnet ist.
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Die besagte erste bzw. zweite Leuchteneinheit kann jeweils ein oder mehrere lichterzeugende Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Leuchtdioden, Glühlampen, Gasentladungslampen oder dergleichen umfassen. Der Unterschied zwischen der ersten und zweiten Leuchteneinheit besteht vorliegend darin, dass diese erstens getrennt voneinander mittels der Steuereinrichtung ansteuerbar sind, und zweitens voneinander verschiedene Farben oder Farbtöne abstrahlen können, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird. Erfindungsgemäß können auch mehrere "zweite" Leuchteneinheiten in der Leuchte angeordnet sein und betrieben werden.
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In einer Ausgestaltung kann die Leuchte insgesamt drei Leuchteneinheiten umfassen, welche beispielsweise rot, grün und blau leuchten können. Mittels einer Vorgabe der individuellen Helligkeiten kann dadurch eine Vielzahl von Farben oder Farbtönen erzeugt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann die Leuchte zwei Leuchteneinheiten umfassen, welche beispielsweise warmweiß und kaltweiß leuchten können. Mittels einer Vorgabe der individuellen Helligkeiten kann dadurch ein Mischlicht erzeugt werden, dessen Farbtemperatur in einem gewissen Bereich zwischen warmweiß und kaltweiß steuerbar ist.
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Unter "Ansteuerung" wird vorliegend das Zuführen einer elektrischen Leistung bzw. eine Steuerung einer Helligkeit der ersten und/oder der zweiten Leuchteneinheit verstanden.
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Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass eine Leuchte, welche mindestens eine erste und mindestens eine zweite Leuchteneinheit umfasst, in einer jeweils gewünschten Weise angesteuert werden kann. Dabei erfolgt die Ansteuerung mittels der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung jeweils getrennt für die erste und die mindestens eine zweite Leuchteneinheit. Insbesondere ist die Steuereinrichtung lösbar elektrisch mit der Verteileinrichtung verbindbar, und kann somit besonders vielseitig montiert, konfiguriert, und/oder betrieben werden. Die Ansteuerung kann gesteuert oder geregelt oder (konstant) vorgegeben erfolgen. Dadurch kann eine Bedienung der Leuchte benutzerindividuell konfiguriert erfolgen, wobei auch Kosten gespart werden können.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung (zweite Variante) zum Betreiben mindestens einer Leuchte, wobei die Steuereinrichtung eine Schnittstelle aufweist, über die die Steuereinrichtung lösbar elektrisch mit einer externen Einheit, insbesondere einer Verteileinrichtung, verbindbar ist, wobei die Schnittstelle einen ersten Ausgang zur Ansteuerung einer ersten Leuchteneinheit der mindestens einen Leuchte und mindestens einen zweiten Ausgang zur Ansteuerung mindestens einer zweiten Leuchteneinheit der mindestens einen Leuchte aufweist, wobei die Schnittstelle einen Eingang zur Verbindung mit einer Betriebsspannung aufweist, und wobei die Steuereinrichtung Mittel aufweist, um den ersten Ausgang und/oder den mindestens einen zweiten Ausgang mittels des Eingangs zumindest zeitweise mit elektrischer Leistung zu versorgen.
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Die zweite Variante der Steuereinrichtung ermöglicht es, zwei Potenziale der Betriebsspannung an den Eingang der Steuereinrichtung anzuschließen, um die für die mindestens eine Leuchte benötigte elektrische Energie über die Steuereinrichtung sozusagen zu dem ersten bzw. zweiten Ausgang "durchzuschleifen". Zum einen kann dadurch eine unerwünschte elektromagnetische Abstrahlung gegebenenfalls verkleinert werden, zum andern kann in dem dadurch geschaffenen elektrischen Pfad ein Gleichspannungswandler oder dergleichen in der Steuereinrichtung betrieben werden, um die mindestens eine Leuchte mit elektrischer Energie zu versorgen. Im Übrigen ergeben sich vergleichbare Vorteile wie weiter oben für die erste Variante beschrieben.
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In einer Ausgestaltung umfasst die Steuereinrichtung ein Gehäuse. Dadurch kann sie besonders robust ausgeführt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Steuereinrichtung einen Steckverbinder zur lösbaren elektrischen und mechanischen Anordnung an die externe Einheit bzw. Verbindung mit der externen Einheit. Dadurch wird eine Montage bzw. Demontage der Steuereinrichtung besonders einfach.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Steuereinrichtung mindestens einen Schalter und/oder mindestens einen Kodierstecker und/oder mindestens einen einstellbaren ohmschen Widerstand. Dadurch kann die Steuereinrichtung besonders einfach und kostengünstig allein mittels passiver Bauelemente ausgeführt sein.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Steuereinrichtung mindestens eine Ansteuerstufe für eine analoge oder digitale Ansteuerung der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit. Im Fall der analogen Ansteuerung weist die Ansteuerstufe beispielsweise einen veränderbaren ohmschen Widerstand oder (vorzugsweise) einen Gleichspannungswandler auf. Der Gleichspannungswandler ist beispielsweise ein Abwärts-Gleichspannungswandler. Im Fall der digitalen Ansteuerung weist die Ansteuerstufe beispielsweise einen steuerbaren Schalter, beispielsweise einen Transistor oder dergleichen auf. Dadurch kann die Ansteuerung der ersten und zweiten Leuchteneinheit insbesondere nach dem Prinzip der "Pulsbreitenmodulation" kontinuierlich verändert werden. Letzteres kann besonders einfach und kostengünstig ausgeführt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die analoge oder digitale Ansteuerung der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit derart ausgeführt, dass sie eine im Wesentlichen stetig verstellbare Helligkeit der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit ermöglicht. Dadurch kann ein Betrieb der mindestens einen Leuchte verbessert werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die erste Leuchteneinheit und die zweite Leuchteneinheit mit gleichen oder unterschiedlichen elektrischen Leistungen anzusteuern. Dadurch kann ein Betrieb der mindestens einen Leuchte weiter verbessert werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die der ersten Leuchteneinheit und der zweiten Leuchteneinheit zugeführten elektrischen Leistungen gleichsinnig zu erhöhen oder zu vermindern. Insbesondere kann es dadurch vorteilhaft ermöglicht werden, die Helligkeit der Leuchte einzustellen, ohne zugleich eine sich in der Summe ergebende Lichtfarbe zu verändern.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den ersten Anschluss bzw. Ausgang und den zweiten Anschluss bzw. Ausgang abhängig oder unabhängig voneinander mit in etwa null Prozent bis in etwa 100 Prozent einer maximalen elektrischen Leistung anzusteuern. Dies schließt erfindungsgemäß auch ein, dass die erste bzw. die zweite Leuchteneinheit jeweils unter Berücksichtigung einer Ansteuerung der jeweils anderen Leuchteneinheit angesteuert werden kann. Mit anderen Worten: Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann die erste und die zweite Leuchteneinheit gemeinsam so ansteuern, dass in der Summe eine gewünschte Helligkeit und/oder eine gewünschte Farbtemperatur vorteilhaft ermöglicht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind der erste und der mindestens eine zweite Anschluss bzw. Ausgang dazu ausgebildet, jeweils mindestens eine zur Lichterzeugung verwendete Leuchtdiode, LED, englisch "light emitting diode", der ersten und der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit anzusteuern. Dabei können die erste und zweite Leuchteneinheit in der Leuchte baulich getrennt angeordnet sein oder in einer Baueinheit integriert angeordnet sein. In einer Ausgestaltung sind die erste und die zweite Leuchteneinheit in einem gemeinsamen elektronischen Bauelement angeordnet. In einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite Leuchteneinheit auf einem gemeinsamen Halbleiterkristall, Chip, angeordnet.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung mindestens eine digitale Logikschaltung und/oder einen Mikrocontroller und/oder einen Mikroprozessor und/oder einen Datenspeicher und/oder einen Transistor und/oder einen Gleichspannungswandler umfasst. Dadurch wird es ermöglicht, die oben beschriebenen Eigenschaften der Steuereinrichtung vergleichsweise einfach, klein und kostengünstig zu realisieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Steuereinrichtung eine Drahtlosschnittstelle, insbesondere Funkschnittstelle und/oder Infrarotschnittstelle. Dadurch kann die Steuereinrichtung vorteilhaft aus der Ferne gesteuert werden.
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Vorzugsweise ist die Drahtlosschnittstelle dazu ausgebildet, von einem externen Signalgeber Steuerinformationen zum Betrieb der Steuereinrichtung zu empfangen. Beispielsweise ist der Signalgeber für eine manuelle Betätigung ausgeführt. Dadurch können die Helligkeiten der ersten und mindestens einen zweiten Leuchteneinheit und damit auch eine Farbe bzw. Farbtemperatur eines erzeugten Mischlichts vorteilhaft durch eine Bedienperson gesteuert werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Drahtlosschnittstelle dazu ausgebildet ist, mindestens eine weitere Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer ersten Leuchteneinheit und einer zweiten Leuchteneinheit von mindestens einer weiteren Leuchte anzusteuern. Dadurch wird es vorteilhaft ermöglicht, mehrere an sich voneinander unabhängige Leuchtensysteme in Bezug auf ihre Helligkeit und/oder Farbtemperatur gemeinsam zu steuern.
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In einer Ausgestaltung ist die Drahtlosschnittstelle eine Nahbereichs-Funkschnittstelle, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle, eine WLAN-Schnittstelle, englisch Wireless Local Area Network, eine WPAN-Schnittstelle, englisch Wireless Personal Area Network, oder ein drahtloses Netzwerk gemäß einer ZigBee-Spezifikation. Dadurch kann die Drahtlosschnittstelle beispielsweise in Bezug auf die erforderliche Reichweite optimiert sein.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verteileinrichtung, wobei die Verteileinrichtung mindestens eine erste Schnittstelle aufweist, über die die Verteileinrichtung lösbar elektrisch mit einer Steuereinrichtung nach wenigstens einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen verbindbar ist. Dabei weist die Verteileinrichtung einen Eingang für eine Stromversorgung und mindestens eine zweite Schnittstelle auf, wobei die zweite Schnittstelle zur Verbindung mit einer ersten Leuchteneinheit und mindestens einer zweiten Leuchteneinheit mindestens einer Leuchte ausgebildet ist. Die Verteileinrichtung kann also vorteilhaft die Steuereinrichtung und die mindestens eine Leuchte elektrisch miteinander verbinden.
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In einer Ausgestaltung umfasst die Verteileinrichtung eine Mehrzahl von zweiten Schnittstellen zum Anschluss einer Mehrzahl von Leuchten, wobei die Verteileinrichtung Mittel umfasst, mit welchen die Mehrzahl von zweiten Schnittstellen elektrisch untereinander und/oder mit der ersten Schnittstelle und/oder mit dem Eingang für die Stromversorgung verbunden ist.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Mittel als Leiterverzweigungen oder Kabelverzweigungen ausgebildet sind. Dadurch kann die Verteileinrichtung vorteilhaft eine "Baumstruktur" oder "Sternstruktur" aufweisen.
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Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Mittel als Bus ausgebildet sind. Vorliegend ist ein solcher "Bus" durch eine Mehrzahl von im Allgemeinen parallel angeordneter Leiter oder Adern charakterisiert, wobei sich vergleichbare elektrische Eigenschaften zu der oben beschriebenen Baumstruktur ergeben können. Der Bus ist beispielsweise als Rundkabel oder als Flachkabel ausgeführt, wobei die oben beschriebenen Schnittstellen längs des Busses angeordnet und kontaktiert sind. Dadurch kann der Bus vergleichsweise einfach und kostengünstig hergestellt und/oder verlegt werden.
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In einer Ausgestaltung weist die Verteileinrichtung ein Kabel mit daran angeordneten Steckverbindern auf. Dies ist erfindungsgemäß sowohl für die oben beschriebene Baumstruktur als auch für die Busstruktur der Verteileinrichtung vorteilhaft möglich. In einer Ausgestaltung umfasst die Verteileinrichtung nur das Kabel mit den daran angeordneten Steckverbindern, also kein Gehäuse. Dadurch kann die Verteileinrichtung besonders platzsparend ausgeführt und flexibel angeordnet werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Schnittstelle zur Verbindung mit der Steuereinrichtung elektrisch und mechanisch kompatibel zu der mindestens einen zweiten Schnittstelle zur Verbindung mit der ersten Leuchteneinheit und der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit der mindestens einen Leuchte ausgeführt. Vorzugsweise erfolgt dies mittels gleichartiger und gleichartig beschalteter Steckverbinder. Dadurch kann die erfindungsgemäße Verteileinrichtung besonders einfach montiert werden, da zumindest die Steckplätze für die Steuereinrichtung und die Leuchten vorteilhaft vertauschbar sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Verteileinrichtung ein Gehäuse auf. Das Gehäuse kann die Verteileinrichtung vorteilhaft mechanisch und elektrisch schützen.
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In einer weiteren Ausgestaltung weist die Verteileinrichtung mindestens einen Schalter oder elektrischen Kontakt auf, welcher dazu ausgebildet ist, mindestens eine elektrische Verbindung zwischen dem Eingang für die Stromversorgung einerseits, und der mindestens einen Schnittstelle zum Anschluss der Leuchte andererseits, dann zu schalten, falls die Steuereinrichtung nicht mit der Verteileinrichtung verbunden ist. Dadurch kann in einem besonders einfachen Fall die mindestens eine Leuchte vorteilhaft ohne Verwendung der Steuereinrichtung betrieben werden. Allerdings ist dann keine Veränderung der Helligkeiten möglich.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Eingang für die Stromversorgung ein Gleichspannungseingang zum Anschluss an ein externes Netzteil. Dadurch kann die Verteileinrichtung besonders klein bauen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist der Eingang für die Stromversorgung ein Wechselspannungseingang zum Anschluss an ein Wechselstromlichtnetz. Dabei umfasst die Verteileinrichtung ein darin integriertes Stromversorgungsgerät, welches aus einer Wechselspannung des Wechselstromlichtnetzes eine zum Betrieb der Steuereinrichtung und der Leuchteneinheiten geeignete Gleichspannung erzeugt. In diesem Fall versteht es sich, dass die weiter oben beschriebene Verbindung der Mehrzahl von zweiten Schnittstellen und/oder der ersten Schnittstelle mit dem "Eingang für die Stromversorgung" nicht die Wechselspannung des Wechselstromlichtnetzes, sondern die daraus erzeugte Gleichspannung betrifft.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verteilsystem zum Betreiben mindestens einer Leuchte, wobei das Verteilsystem mindestens eine Steuereinrichtung und mindestens eine Verteileinrichtung nach wenigstens einer der oben beschriebenen jeweiligen Ausgestaltungen umfasst.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Leuchte mit einer ersten Leuchteneinheit und mit mindestens einer zweiten Leuchteneinheit. Dabei weist die Leuchte bevorzugt einen Steckverbinder zum Anschluss an die Steuereinrichtung nach wenigstens einer der obigen Ausgestaltungen und einen Steckverbinder und/oder ein Kabel und/oder eine Anordnung von elektrischen Kontakten zum Anschluss an die Verteileinrichtung nach wenigstens einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen auf.
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In einer Ausgestaltung weist die Leuchte eine Schnittstelle zur Verbindung mit der externen Einheit auf, wobei die Schnittstelle einen dreipoligen Steckverbinder und/oder ein dreipoliges Kabel umfasst. Dadurch kann ein Aufwand zur Verkabelung der Leuchte besonders klein gehalten werden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine Leuchte mit einer ersten Leuchteneinheit und mit mindestens einer zweiten Leuchteneinheit, wobei die Leuchte mit der Steuereinrichtung nach wenigstens einer der obigen Ausgestaltungen verbindbar ist, und wobei in einem Gehäuse der Leuchte eine Verteileinrichtung nach wenigstens einer der obigen Ausgestaltungen angeordnet ist. Durch diese Kombination einer "ersten" Leuchte und der Verteileinrichtung wird eine besonders bauraumsparende Anordnung ermöglicht. Übrige an die besagte Leuchte angeschlossene weitere Leuchten weisen entsprechend keine integrierte Verteileinrichtung auf, sondern werden jeweils mittels Kabel direkt mit der "ersten" Leuchte elektrisch verbunden.
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Somit sind mindestens drei Varianten der Leuchte bzw. des Verteilsystems möglich: Erstens eine Leuchte, welche nur die erste und die zweiten Leuchteneinheit umfasst.
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Zweitens eine Leuchte, welche den Steckverbinder zum Anschluss an die Steuereinrichtung umfasst. Beispielsweise ist die Verteileinrichtung dabei nur als Kabel ausgeführt, und die Leuchte kann somit die Steuereinrichtung mechanisch halten bzw. umfassen.
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Drittens eine "erste" Leuchte, welche die Verteileinrichtung umfasst, so dass weitere Leuchten (gemäß obiger erster Variante) mittels individueller Kabel und/oder Steckverbinder an die besagte erste Leuchte anschließbar sind.
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In einer Ausgestaltung der Leuchte umfassen die erste und die zweite Leuchteneinheit jeweils mindestens eine zur Lichterzeugung verwendete Leuchtdiode, LED, englisch "light emitting diode". Dadurch ist die Leuchte besonders energiesparend.
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In einer weiteren Ausgestaltung kann die erste Leuchteneinheit eine erste Lichtfarbe, insbesondere Warmweiß, und die zweite Leuchteneinheit eine zweite, von der ersten Lichtfarbe verschiedene, Lichtfarbe, insbesondere Kaltweiß, abstrahlen.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die erste Lichtfarbe, insbesondere Warmweiß, einer Farbtemperatur von in etwa 2200 Kelvin bis in etwa 3200 Kelvin, bevorzugt in etwa 2700 Kelvin entspricht, und dass die zweite Lichtfarbe, insbesondere Kaltweiß, einer Farbtemperatur von in etwa 5900 Kelvin bis in etwa 6900 Kelvin, bevorzugt in etwa 6400 Kelvin entspricht.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Leuchte dazu ausgebildet, mittels der ersten und der zweiten Leuchteneinheit ein Mischlicht mit einer Farbtemperatur von in etwa 4100 Kelvin zu erzeugen. Dadurch wird die Farbwahrnehmung von mittels der Leuchte beleuchteten Gegenständen vorteilhaft verbessert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Leuchte für die Beleuchtung in einer Küche ausgebildet ist bzw. in einer Küche zur Anwendung kommt.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Leuchte dazu ausgebildet ist, mittels der ersten und der zweiten Leuchteneinheit ein Mischlicht mit einem Farbwiedergabeindex von in etwa 85 Ra oder besser, insbesondere von etwa 95 Ra zu erzeugen.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Leuchte für die Beleuchtung in einer Küche ausgebildet ist, insbesondere dass die Leuchte ein zumindest in etwa gegen Flüssigkeitsspritzer und/oder gegen Dampf schützendes Gehäuse aufweist, und dass die Leuchte Befestigungsmittel für eine Befestigung der Leuchte, insbesondere an einem Küchenmöbel, aufweist.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein Verteilsystem zum Betreiben von Leuchten mit einer ersten Ausführungsform einer Verteileinrichtung, an welche eine erste Ausführungsform einer Steuereinrichtung sowie eine Mehrzahl von Leuchten angeschlossenen sind;
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2 das Verteilsystem von 1 mit einer zweiten Ausführungsform der Steuereinrichtung;
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3 das Verteilsystem von 1 mit einer dritten Ausführungsform der Steuereinrichtung;
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4 das Verteilsystem von 1 mit einer vierten Ausführungsform der Steuereinrichtung;
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5 das Verteilsystem von 1 mit einer fünften Ausführungsform der Steuereinrichtung;
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6 das Verteilsystem zum Betreiben von Leuchten mit einer zweiten Ausführungsform der Verteileinrichtung;
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7 das Verteilsystem zum Betreiben von Leuchten mit einer dritten Ausführungsform der Verteileinrichtung; und
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8 das Verteilsystem zum Betreiben von Leuchten in einer weiteren Ausführungsform mit zwei Verteileinrichtungen.
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Es werden für funktionsäquivalente Elemente und Größen in allen Figuren auch bei unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt ein Verteilsystem 500 zum Betreiben von vorliegend drei Leuchten 200a, 200b und 200c. Das Verteilsystem 500 umfasst eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung 100 sowie eine Verteileinrichtung 300 (in einem linken Bereich von 1), wobei die Steuereinrichtung 100 lösbar elektrisch mit der Verteileinrichtung 300 verbindbar ist. In Bezug auf die Steuereinrichtung 100 kann die Verteileinrichtung 300 auch als "externe Einheit" bezeichnet werden. Die Verteileinrichtung 300 weist einen Steckverbinder 303 zur Verbindung mit der Steuereinrichtung 100 auf.
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Dabei weist die Steuereinrichtung 100 eine Schnittstelle 150 auf, über die die Steuereinrichtung 100 lösbar elektrisch mit der externen Einheit 300, also vorliegend der Verteileinrichtung 300, verbindbar ist, wobei die Schnittstelle 150 einen ersten Anschluss 110 (der zweite Kontakt von oben) zur Ansteuerung einer ersten Leuchteneinheit 210 der mindestens einen Leuchte 200a, 200b, 200c und mindestens einen zweiten Anschluss 120 (der dritte Kontakt von oben) zur Ansteuerung mindestens einer zweiten Leuchteneinheit 220 der mindestens einen Leuchte 200a, 200b, 200c aufweist, wobei die Schnittstelle 150 einen dritten Anschluss 130 (der oberste Kontakt) zur Verbindung mit einem elektrischen Bezugspotenzial 132 aufweist, wobei die Steuereinrichtung 100 dazu ausgebildet ist, den ersten Anschluss 110 und/oder den mindestens einen zweiten Anschluss 120 zumindest zeitweise mit dem dritten Anschluss 130 zu verbinden.
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Durch das besagte Verbinden können die Leuchteneinheiten 210 bzw. 220 mit elektrischer Energie versorgt werden, wie es aus dem in 1 gezeigten elektrischen Netzwerk ersichtlich ist. Mit anderen Worten: Vorliegend ist der Pluspol (elektrisches Bezugspotenzial 136) einer Betriebsspannung 133 dauernd an die Leuchteneinheiten 210 und 220 geschaltet, und der Minuspol (elektrisches Bezugspotenzial 132) der Betriebsspannung 133 kann mittels des ersten und zweiten Anschlusses 110 und 120 von der Steuereinrichtung 100 zumindest zeitweise an die Leuchteneinheiten 210 und 220 geschaltet werden, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird.
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Nachfolgend wird zur Vereinfachung für die mindestens eine Leuchte 200a, 200b, 200c allgemein das Bezugszeichen 200 verwendet, sofern nicht zwischen spezifischen Leuchten 200a, 200b, 200c unterschieden wird.
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Vorliegend weisen die Leuchten 200 jeweils die erste Leuchteneinheit 210 und eine zweite Leuchteneinheit 220 auf. Dadurch wird es ermöglicht, die erste Leuchteneinheit 210 und die mindestens eine zweite Leuchteneinheit 220 getrennt voneinander mittels der Steuereinrichtung 100 anzusteuern und somit ein Mischlicht, beispielsweise aus einem "Kaltweiß" und einem "Warmweiß" zu erzeugen. In einer nicht dargestellten Ausführungsform weisen die Leuchten 200 zwei zweite Leuchteneinheiten 220 auf, wodurch beispielsweise eine RGB-Farbe, rot-grün-blau, erzeugt werden kann.
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Weiterhin umfasst die Steuereinrichtung 100 vorliegend einen vierten Anschluss 134 zur Verbindung mit dem elektrischen Bezugspotenzial 136 (Pluspol). Die elektrischen Bezugspotenziale 132 und 136 bilden zusammen die Betriebsspannung 133, welche vorzugsweise eine Gleichspannung ist, beispielsweise 12 Volt oder 24 Volt.
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In einer Ausführungsform ist das elektrische Bezugspotenzial 132 eine elektrische Masse und das elektrische Bezugspotenzial 136 weist eine Versorgungs-Gleichspannung auf. In einer dazu alternativen Ausführungsform ist das elektrische Bezugspotenzial 136 eine elektrische Masse und das elektrische Bezugspotenzial 132 weist eine Versorgungs-Gleichspannung auf.
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Weiterhin umfasst die Steuereinrichtung 100 ein Gehäuse 102 sowie einen Steckverbinder 104 zur lösbaren elektrischen und mechanischen Anordnung an die bzw. Verbindung mit der externe(n) Einheit 300 bzw. die Verteileinrichtung 300. In der Ausführungsform gemäß 1 umfasst die Steuereinrichtung 100 außerdem zwei Ansteuerstufen 106a und 106b, welche vorliegend als Halbleiterschalter, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Transistoren, ausgeführt sind.
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Weiterhin umfasst die Steuereinrichtung 100 einen Prozessor 108, welcher Ansteuersignale für die Ansteuerstufen 106a und 106b erzeugen kann. Der Prozessor 108 kann an sich beliebig ausgeführt sein. In einer Ausführungsform umfasst die Steuereinrichtung 100 bzw. der Prozessor 108 mindestens eine digitale Logikschaltung und/oder einen Mikrocontroller und/oder einen Mikroprozessor und/oder einen Datenspeicher und/oder einen Transistor. In einer Ausführungsform umfasst die Steuereinrichtung 100 an Stelle der Ansteuerstufen 106a, 106b zwei Gleichspannungswandler 105a und 105b, siehe weiter unten die 4.
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Die Verteileinrichtung 300 weist vorliegend eine erste Schnittstelle 302 auf (welche mindestens teilweise der Schnittstelle 150 der Steuereinrichtung 100 entspricht), über die die Verteileinrichtung 300 lösbar elektrisch mit der Steuereinrichtung 100 verbindbar ist, wobei die Verteileinrichtung 300 einen Eingang 304 für eine Stromversorgung und vorliegend sechs zweite Schnittstellen bzw. Steckverbinder 306_1, 306_2, 306_3, 306_4, 306_5 und 306_6 aufweist, wobei die zweite Schnittstelle 306 jeweils zur Verbindung mit der ersten Leuchteneinheit 210 und mindestens einer zweiten Leuchteneinheit 220 mindestens einer Leuchte 200 ausgebildet ist.
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Dabei wird zur Vereinfachung für die mindestens eine zweite Schnittstelle 306_1, 306_2, 306_3, 306_4, 306_5 und 306_6 allgemein das Bezugszeichen 306 verwendet, sofern nicht zwischen spezifischen zweiten Schnittstellen 306_1, 306_2, 306_3, 306_4, 306_5 und 306_6 unterschieden wird.
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Vorliegend ist der Eingang 304 für die Stromversorgung ein Gleichspannungseingang zum Anschluss an ein (externes) Netzteil 400. Das Netzteil 400 ist aus dem 230 Volt Wechselstromnetz gespeist und weist hierzu einen Netzstecker 420 und das Kabel 410 auf. Die Verteileinrichtung 300 ist über ein Stromversorgungskabel mit dem Netzteil 400 verbunden. In einer Ausführungsform erfolgt der Anschluss mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Steckverbinders, welcher an dem Gehäuse 310 der Verteileinrichtung 300 angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform sind die Verteileinrichtung 300 und das Netzteil 400 in einem gemeinsamen Gehäuse 310' angeordnet.
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In diesem Fall weist die Verteileinrichtung 300 einen Eingang 304' zum Anschluss an das 230 Volt Wechselstromnetz auf.
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Wie aus 1 zu erkennen, umfasst die Verteileinrichtung 300 eine Mehrzahl von zweiten Schnittstellen 306 zum Anschluss einer Mehrzahl von Leuchten 200, wobei die Verteileinrichtung 300 Mittel 308 umfasst, mit welchen die Mehrzahl von zweiten Schnittstellen 306 elektrisch untereinander und/oder mit der ersten Schnittstelle 302 und/oder mit dem Eingang 304 für die Stromversorgung verbunden ist.
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Vorliegend sind in einer ersten Ausführungsform die Mittel als "Bus" ausgebildet, welcher im Wesentlichen drei parallel geführte Leiter bzw. Kabel bzw. Adern umfasst und eine besonders einfache mechanische Verlegung ermöglicht. In einer zweiten Ausführungsform sind die Mittel als Leiterverzweigungen oder Kabelverzweigungen ausgebildet. Beide Ausführungsformen sind jedoch in Bezug auf galvanische Verbindungen zwischen den Elementen des Verteilsystems 500 vergleichbar.
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Beispielhaft werden nachfolgend mittels der 1 einige Eigenschaften der Leuchten 200a, 200b, 200c näher erläutert:
Die jeweilige Leuchte 200 mit der ersten Leuchteneinheit 210 und mit mindestens einer zweiten Leuchteneinheit 220 ist unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte 200 einen Steckverbinder und/oder ein Kabel und/oder eine Anordnung von elektrischen Kontakten zum Anschluss an die Verteileinrichtung 300 bzw. an das Verteilsystem 500 aufweist.
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Wie in der Ausführungsform von 1 zu erkennen, weist die Leuchte 200 eine Schnittstelle zur Verbindung mit der externen Einheit 300 (beispielsweise der Verteileinrichtung 300) auf, wobei die Schnittstelle einen dreipoligen Steckverbinder und/oder ein dreipoliges Kabel umfasst.
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Die erste und die zweite Leuchteneinheit 210, 220 umfassen jeweils mindestens eine zur Lichterzeugung verwendete Leuchtdiode, LED, englisch "light emitting diode", wie dies in der Zeichnung skizzenhaft gezeigt ist.
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Beispielsweise kann die erste Leuchteneinheit 210 eine erste Lichtfarbe, insbesondere Warmweiß, und die zweite Leuchteneinheit 220 eine zweite, von der ersten Lichtfarbe verschiedene, Lichtfarbe, insbesondere Kaltweiß, abstrahlen.
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Beispielsweise entspricht die erste Lichtfarbe, insbesondere Warmweiß, einer Farbtemperatur von in etwa 2200 Kelvin bis in etwa 3200 Kelvin, bevorzugt in etwa 2700 Kelvin, und die zweite Lichtfarbe, insbesondere Kaltweiß, entspricht einer Farbtemperatur von in etwa 5900 Kelvin bis in etwa 6900 Kelvin, bevorzugt in etwa 6400 Kelvin.
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In einer Ausführungsform ist die Leuchte 200 dazu ausgebildet, mittels der ersten und der zweiten Leuchteneinheit 210, 220 ein Mischlicht mit einer Farbtemperatur von in etwa 4100 Kelvin zu erzeugen.
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In einer Ausführungsform ist die Leuchte 200 dazu ausgebildet, mittels der ersten und der zweiten Leuchteneinheit 210, 220 ein Mischlicht mit einem Farbwiedergabeindex von in etwa 85 Ra oder besser, insbesondere etwa 95 Ra, zu erzeugen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Leuchte 200 für die Beleuchtung in einer Küche ausgebildet, insbesondere weist die Leuchte 200 ein zumindest in etwa gegen Flüssigkeitsspritzer und/oder gegen Dampf schützendes Gehäuse auf. Ergänzend kann die Leuchte 200 Befestigungsmittel für eine Befestigung der Leuchte 200, insbesondere an einem Küchenmöbel, aufweisen.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform umfasst die Leuchte 200 einen Steckverbinder 303' bzw. eine Schnittstelle 302' zum (unmittelbaren) Anschluss an die Steuereinrichtung 100. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung 100 direkt an die Leuchte 200 gesteckt werden, wodurch die Verteileinrichtung 300 entsprechend einfach ausgeführt sein kann. Übrige Leuchten 200 erfordern dabei keinen eigenen Anschluss an die Steuereinrichtung 100.
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In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist die Leuchte 200 unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass sie (vorzugsweise unmittelbar) mit der Steuereinrichtung 100 verbindbar ist, und dass in einem Gehäuse der Leuchte 200 eine Verteileinrichtung 300 ähnlich wie in 1 gezeigt angeordnet ist. Beispielsweise umfasst die Leuchte 200a dazu die erste Schnittstelle und die zweiten Schnittstellen. Die weiteren Leuchten 200b und 200c können dabei mittels Kabeln einfach mit der Leuchte 200a verbunden werden. Dadurch ist eine getrennte Verteileinrichtung 300 entbehrlich und das Verteilsystem 500 baut besonders kompakt.
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Die 2 zeigt eine Ausführungsform, wobei die Steuereinrichtung 100 eine Drahtlosschnittstelle 107, insbesondere Funkschnittstelle, umfasst. Alternativ kann die Steuereinrichtung 100 eine Infrarotschnittstelle umfassen. Dabei ist die Drahtlosschnittstelle 107 vorliegend dazu ausgebildet, von einem externen Signalgeber Steuerinformationen zum Betrieb der Steuereinrichtung 100 zu empfangen. Der externe Signalgeber (nicht dargestellt) ist beispielsweise eine Funkfernbedienung.
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In einer Ausführungsform ist die Drahtlosschnittstelle 107 eine Nahbereichs-Funkschnittstelle, insbesondere eine Bluetooth-Schnittstelle, eine WLAN-Schnittstelle, englisch Wireless Local Area Network, eine WPAN-Schnittstelle, englisch Wireless Personal Area Network, oder ein drahtloses Netzwerk gemäß einer ZigBee-Spezifikation.
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Die 3 zeigt eine zu dem Verteilsystem 500 der 1 bis 3 ähnlich Anordnung. Abweichend davon weist in der 3 die Steuereinrichtung 100 zwei Schalter 103a und 103b auf. In einer Ausführungsform umfasst die Steuereinrichtung 100 mindestens einen Kodierstecker und/oder mindestens einen einstellbaren ohmschen Widerstand.
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In Abhängigkeit von einer Stellung der Schalter 103a und 103b ist das Bezugspotenzial 132, vorliegend der Minuspol der Betriebsspannung 133, dauernd auf den Anschluss 110 oder dauernd auf den Anschluss 120 oder dauernd auf beide Anschlüsse 110 und 120 geschaltet. Dadurch können die ersten und zweiten Leuchteneinheiten 210 und 220 jeweils entweder ausgeschaltet sein oder jeweils die volle Betriebsspannung 133 erhalten und somit mit maximaler Helligkeit leuchten.
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In den dargestellten Ausführungsformen der Verteileinrichtung 300 gemäß den 1 bis 8 weist diese ein Gehäuse 310 auf. In einer nicht dargestellten Ausführungsform weist die Verteileinrichtung 300 kein Gehäuse 310, sondern lediglich ein Kabel mit daran angeordneten Steckverbindern auf. Somit kann die Verteileinrichtung 300 ohne das Gehäuse 310 ausgeführt sein, wodurch das Verteilsystem 500 platzsparend und im wörtlichen Sinne "flexibel" angeordnet werden kann.
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Die 4 zeigt eine zu dem Verteilsystem 500 der 1 bis 3 ähnlich Anordnung. Abweichend davon weist in der 4 die Steuereinrichtung 100' eine Schnittstelle 150' auf, über die die Steuereinrichtung 100 lösbar elektrisch mit einer externen Einheit 300, insbesondere der Verteileinrichtung 300, verbindbar ist, wobei die Schnittstelle 150' einen ersten Ausgang 110' zur Ansteuerung einer ersten Leuchteneinheit 210 der mindestens einen Leuchte 200 und mindestens einen zweiten Ausgang 120' zur Ansteuerung mindestens einer zweiten Leuchteneinheit 220 der mindestens einen Leuchte 200 aufweist, wobei die Schnittstelle einen Eingang 130' zur Verbindung mit der Betriebsspannung 133 aufweist, und wobei die Steuereinrichtung 100' Mittel aufweist, um den ersten Ausgang 110' und/oder den mindestens einen zweiten Ausgang 120' mittels des Eingangs 130' zumindest zeitweise mit elektrischer Leistung zu versorgen.
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Dazu weist die Steuereinrichtung 100' von 4 einen ersten Gleichspannungswandler 105a und einen zweiten Gleichspannungswandler 105b auf. Verallgemeinert bilden der erste und zweite Gleichspannungswandler 105a und 105b jeweils ebenfalls eine "Ansteuerstufe" für eine analoge Ansteuerung der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit 210 bzw. 220. Die Schnittstelle 150' der Steuereinrichtung 100 umfasst vorliegend sechs Kontakte, wobei in der 4 die beiden oberen Kontakte den Ausgang 110' des ersten Gleichspannungswandlers 105a bilden. Die beiden mittleren Kontakte bilden den Ausgang 120' des zweiten Gleichspannungswandlers 105b, und die beiden unteren Kontakte bilden den Eingang 130' zur Versorgung des ersten und zweiten Gleichspannungswandlers 105a und 105b aus der Betriebsspannung 133.
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Weiterhin ist an dem Eingang 130' die Spannungsversorgung 109 angeschlossen, welche den Prozessor 108 mit einer Gleichspannung versorgt. Der Prozessor 108 ist vorliegend dazu ausgebildet, den ersten und den zweiten Gleichspannungswandler 105a und 105b zu steuern. Insbesondere kann der Wert einer an den Ausgängen 110' und 120' abgegebenen Gleichspannung zur Ansteuerung der ersten und zweiten Leuchteneinheiten 210 und 220 verändert werden. Die Steuereinrichtung 100' ermöglicht damit eine analoge Ansteuerung der Leuchten 200.
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Die 5 zeigt entfernt ähnlich zu der 3 eine sehr einfache Ausführungsform der Steuereinrichtung 100, wobei die Steuereinrichtung 100 nur den Steckverbinder 104 umfasst, an welchem vorliegend zwei Drahtbrücken (ohne Bezugszeichen) den ersten Anschluss 110 mit dem zweiten Anschluss 120 und mit dem dritten Anschluss 130 kurzschließen. Somit ist das Bezugspotenzial 132, vorliegend der Minuspol der Betriebsspannung 133, dauernd auf die Anschlüsse 110 und 120 geschaltet, wodurch die ersten und zweiten Leuchteneinheiten 210 und 220 die volle Betriebsspannung 133 erhalten und somit mit maximaler Helligkeit leuchten können.
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Die 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Verteileinrichtung 300, wobei die erste Schnittstelle 302 zur Verbindung mit der Steuereinrichtung 100 elektrisch und mechanisch kompatibel zu der mindestens einen zweiten Schnittstelle 306 zur Verbindung mit der ersten Leuchteneinheit 210 und der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit 220 der mindestens einen Leuchte 200 ist.
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Dazu weisen die erste Schnittstelle 302 und die zweiten Schnittstellen 306 jeweils vier gleichartig ausgeführte elektrische Kontakte auf. Dadurch können die Steuereinrichtung 100 und die Leuchten 200 jeweils beliebig an der ersten Schnittstelle 302 oder den zweiten Schnittstellen 306 angeordnet sein, wodurch eine Montage des Verteilsystems 500 besonders vielseitig ausgeführt werden kann. In einer Ausführungsform weist ein die zweiten Schnittstellen 306 kontaktierender Stecker der Leuchten 200 an Stelle eines vierten Steckerstiftes einen isolierten Stift oder dergleichen auf.
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Gemäß den Ausführungsformen der 1 bis 6 umfasst die Steuereinrichtung 100 jeweils mindestens eine Ansteuerstufe für eine analoge oder digitale Ansteuerung der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit 210 bzw. 220.
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Dabei charakterisieren die 1 bis 3 sowie 5 und 6 jeweils eine digitale Ansteuerung, was vorliegend bedeutet, dass der erste bzw. zweite Ausgang 110 bzw. 120 mittels eines jeweiligen in der Steuereinrichtung 100 angeordneten elektronischen Schalters 106a bzw. 106b jeweils mit dem Eingang 130 verbunden ist oder nicht verbunden wird. Insofern ist diese Ansteuerung "digital". Vorzugsweise kann ein Tastverhältnis dabei stetig verändert werden, wodurch sich eine so genannte "Pulsbreitenmodulation", PBM, ergibt.
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Dabei charakterisiert die 4 eine analoge Ansteuerung, was vorliegend bedeutet, dass eine jeweilige an den Ausgängen 110' bzw. 120' erzeugte Gleichspannung stetig verändert werden kann. Dies erfolgt wie beschrieben mittels zweier Abwärts-Gleichspannungswandler 105a und 105b.
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Dadurch ermöglicht die analoge Ansteuerung (4) oder die digitale Ansteuerung (1 bis 3 sowie 5 und 6) der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit 210 bzw. 220 eine im Wesentlichen stetig verstellbare Helligkeit der ersten und/oder der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit 210 bzw. 220.
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In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 100 dazu ausgebildet, die erste Leuchteneinheit 210 und die zweite Leuchteneinheit 220 mit gleichen oder unterschiedlichen elektrischen Leistungen anzusteuern.
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In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 100 dazu ausgebildet, die der ersten Leuchteneinheit 210 und der zweiten Leuchteneinheit 220 zugeführten elektrischen Leistungen gleichsinnig zu erhöhen oder zu vermindern.
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In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 100 dazu ausgebildet, den ersten Anschluss bzw. Ausgang 110; 110' und den zweiten Anschluss bzw. Ausgang 120; 120' abhängig oder unabhängig voneinander mit in etwa null Prozent bis in etwa 100 Prozent einer maximalen elektrischen Leistung anzusteuern.
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Vorliegend sind der erste und der mindestens eine zweite Anschluss bzw. Ausgang dazu ausgebildet, jeweils mindestens eine zur Lichterzeugung verwendete Leuchtdiode, LED, englisch "light emitting diode", der ersten und der mindestens einen zweiten Leuchteneinheit 210 bzw. 220 anzusteuern.
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Die 7 zeigt eine Ausführungsform, wobei die Verteileinrichtung 300 vorliegend zwei Schalter 309 oder elektrische Kontakte aufweist, welche dazu ausgebildet sind, mindestens eine elektrische Verbindung zwischen dem Eingang 304 für die Stromversorgung einerseits, und der mindestens einen Schnittstelle 306 zum Anschluss der Leuchte 200 andererseits, dann zu schalten, falls die Steuereinrichtung 100 nicht mit der Verteileinrichtung 300 verbunden ist.
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Die 8 zeigt eine Ausführungsform der Steuereinrichtung 100, wobei die Drahtlosschnittstelle 107 dazu ausgebildet ist, mindestens eine weitere Steuereinrichtung 100 zur Ansteuerung einer ersten Leuchteneinheit 210 und einer zweiten Leuchteneinheit 220 von mindestens einer weiteren Leuchte 200d, 200e anzusteuern. Dadurch kann das Verteilsystem 500 vorteilhaft kaskadiert werden.
