DE202019105046U1 - Lighting arrangement - Google Patents
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- H03K2217/96003—Touch switches using acoustic waves, e.g. ultrasound
Abstract
Beleuchtungsanordnung mit einem zweipoligen Stromverteilersystem (3) und mindestens einer an das Stromverteilersystem (3) angeschlossenen Lampe (10), sowie einer mit dem Stromverteilersystem (3) über eine Steuereinrichtung (2) verbundenen Stromversorgungsvorrichtung (1), wobei die Steuereinrichtung (2) mit einer Sensoreinheit (20) gekoppelt ist, um Informationen über einen einzustellenden Betriebszustand der mindestens einen Lampe (10) von der Sensoreinheit (20) zu der Steuereinrichtung (2) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) das Stromverteilersystem (3) mit einer Spannung (U) mit wechselnder Polarität beaufschlagt, wobei die mindestens eine Lampe (10) so eingerichtet ist, dass sie nur bei einer Polarität der Spannung (U) mit Betriebsstrom versorgt wird, wohingegen die Sensoreinheit (20) so eingerichtet ist, dass sie bei jeder Polarität der Spannung (U) mit Betriebsstrom versorgt wird.Lighting arrangement with a two-pole power distribution system (3) and at least one lamp (10) connected to the power distribution system (3), as well as a power supply device (1) connected to the power distribution system (3) via a control device (2), the control device (2) with a sensor unit (20) is coupled in order to transmit information about an operating state to be set of the at least one lamp (10) from the sensor unit (20) to the control device (2), characterized in that the control device (2) controls the power distribution system (3) charged with a voltage (U) with alternating polarity, the at least one lamp (10) being set up so that it is supplied with operating current only when the voltage (U) is one polarity, whereas the sensor unit (20) is set up so that it is supplied with operating current regardless of the polarity of the voltage (U).
Description
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung mit einem zweipoligen Stromverteilersystem und mindestens einer an das Stromverteilersystem angeschlossenen Lampe, sowie einer mit dem Stromverteilersystem über eine Steuereinrichtung verbundenen Stromversorgungsvorrichtung, wobei die Steuereinrichtung mit einer Sensoreinheit gekoppelt ist, um Informationen über einen einzustellenden Betriebszustand der mindestens einen Lampe von der Sensoreinheit zu der Steuereinrichtung zu übertragen.The invention relates to a lighting arrangement with a two-pole power distribution system and at least one lamp connected to the power distribution system, as well as a power supply device connected to the power distribution system via a control device, the control device being coupled to a sensor unit in order to receive information about an operating state to be set for the at least one lamp from the To transmit the sensor unit to the control device.
Beleuchtungsanordnungen mit einem derartigen Stromverteilersystem werden beispielsweise im Möbelbereich eingesetzt, um - bevorzugt mehrere - Lampen über das Stromverteilersystem mit Strom zu versorgen und als Gruppe in ihrem Betriebszustand über die Sensoreinheit verändern zu können. Die Sensoreinheit kann dabei verschiedenste Sensoren aufweisen, die ihre Umgebung erfassen und abhängig von den erfassten Größen die Steuereinrichtung und damit die Lampen steuern. Sensoren können dabei z.B. Berührungs- oder Annäherungssensoren sein, die eine Betätigung eines Benutzers erfassen. In dem Sinne sind auch manuell zu betätigende Taster oder Schalter als Sensoren anzusehen.Lighting arrangements with such a power distribution system are used, for example, in the furniture sector in order to - preferably several - supply lamps with power via the power distribution system and to be able to change their operating state as a group via the sensor unit. The sensor unit can have a wide variety of sensors that detect their surroundings and control the control device and thus the lamps as a function of the detected variables. Sensors can be, for example, touch or proximity sensors that detect an actuation by a user. In this sense, manually operated buttons or switches are also to be regarded as sensors.
Der Betriebszustand betrifft beispielsweise ein Ein- oder Ausschalten der Lampen und ggf. ein Dimmen derselben. Als Stromverteilersystem kommt bevorzugt eine Stromschiene zum Einsatz, an die die Lampen wahlweise in beliebigen Positionen angeordnet werden können. Eine Beleuchtungsanordnung mit einem derartigen Stromverteilersystem ist beispielsweise aus der Druckschrift
Die Sensoreinheit kann Steuersignale, die den Betriebszustand der Lampen betreffen, z.B. über Funk an die Steuereinrichtung übermitteln, die daraufhin die Stromeinspeisung in das Stromverteilersystem entsprechend dem gewünschten Betriebszustand der Lampen einstellt. Dieses kann Ein- oder Ausschalten der Stromversorgung für die Lampen betreffen oder eine Variation der (mittleren) Stromstärke oder Spannung, beispielsweise in einem Pulsweitenmodulationsverfahren (PWM) zum Dimmen der Lampen.The sensor unit can transmit control signals relating to the operating state of the lamps, e.g. by radio, to the control device, which then adjusts the power supply to the power distribution system in accordance with the desired operating state of the lamps. This can relate to switching the power supply for the lamps on or off or a variation of the (average) current strength or voltage, for example in a pulse width modulation method (PWM) for dimming the lamps.
Bei einer mobilen Sensoreinheit, z. B. einer sogenannten Fernbedienung, wird in der Regel eine Batterie zur Stromversorgung der Sensoreinheit eingesetzt. Häufig sind die Sensoreinheiten jedoch ortsfest, beispielsweise am Möbel befestigt, wobei in einem solchen Fall eine Stromversorgung über die sowieso in der Beleuchtungsanordnung vorhandene Stromversorgungsvorrichtung wünschenswert ist, um auf die auszutauschenden Batterien verzichten zu können.In a mobile sensor unit, e.g. B. a so-called remote control, a battery is usually used to power the sensor unit. Often, however, the sensor units are stationary, for example attached to furniture, in which case a power supply via the power supply device already present in the lighting arrangement is desirable in order to be able to dispense with the batteries to be replaced.
Grundsätzlich wäre eine Stromversorgung der Sensoreinheit über das Stromverteilersystem in vielen Fällen praktisch. Sie ist jedoch bei Beleuchtungsanordnungen nach dem Stand der Technik nicht möglich, da in einem ausgeschalteten Betriebszustand der Lampen oder in einem stark abgedimmten Betriebszustand der Lampen keine ausreichende Versorgung der Sensoreinheit über das Stromverteilersystem gegeben wäre. Es ist daher eine Positionierung der Sensoreinheit unmittelbar integriert in die Steuereinrichtung erforderlich, oder eine Versorgung über ein separates von der Stromversorgungsvorrichtung oder der Steuereinrichtung zur Sensoreinheit verlaufendes Kabel.In principle, a power supply for the sensor unit via the power distribution system would be practical in many cases. However, it is not possible in the case of lighting arrangements according to the prior art, since in a switched-off operating state of the lamps or in a heavily dimmed operating state of the lamps there would be insufficient supply of the sensor unit via the power distribution system. It is therefore necessary to position the sensor unit directly integrated in the control device, or to supply it via a separate cable running from the power supply device or the control device to the sensor unit.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beleuchtungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine Sensoreinheit zur Ansteuerung der Steuereinrichtung auch ohne separates Kabel und entfernt von der Steuereinrichtung oder der Stromversorgungsvorrichtung angeordnet werden kann.It is an object of the present invention to create a lighting arrangement of the type mentioned at the outset, in which a sensor unit for controlling the control device can also be arranged without a separate cable and away from the control device or the power supply device.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsanordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a lighting arrangement with the features of the independent claim. Advantageous refinements and developments are the subject of the dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinrichtung das Stromverteilersystem mit einer Spannung mit wechselnder Polarität beaufschlagt, wobei die mindestens eine Lampe so eingerichtet ist, dass sie nur bei einer Polarität der Spannung mit Betriebsstrom versorgt wird, wohingegen die Sensoreinheit so eingerichtet ist, dass sie bei jeder Polarität der Spannung mit Betriebsstrom versorgt wird.A lighting arrangement according to the invention of the type mentioned is characterized in that the control device applies a voltage of alternating polarity to the power distribution system, the at least one lamp being set up so that it is supplied with operating current only when the voltage is one polarity, whereas the sensor unit is set up so that it is supplied with operating current regardless of the polarity of the voltage.
Auf diese Weise kann je Polarität der Spannung, die die Steuereinrichtung einstellt, die mindestens eine Lampe ein- oder ausgeschaltet werden, wobei in jedem dieser Betriebszustände Betriebsstrom zur Versorgung der Sensoreinheit zur Verfügung steht. Die mindestens eine Lampe kann bei schnell wechselnder Polarität auch über eine Pulsweitenmodulation in ihrer Helligkeit eingestellt werden, wobei bei jedem Helligkeitsgrad Betriebsstrom für die Sensoreinheit verfügbar ist. Die Sensoreinheit kann so über ein nur 2-poliges Stromverteilersystem versorgt werden, auch wenn dieses keinen Betriebsstrom an die mindestens eine Lampe überträgt.In this way, depending on the polarity of the voltage that the control device sets, the at least one lamp can be switched on or off, with operating current being available to supply the sensor unit in each of these operating states. In the case of rapidly changing polarity, the brightness of the at least one lamp can also be adjusted via pulse width modulation, with operating current being available for the sensor unit for every degree of brightness. The sensor unit can thus be supplied via a 2-pole power distribution system, even if it does not transmit any operating current to the at least one lamp.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung weist die mindestens eine Lampe ein Leuchtmittel mit einem vorgeschalteten Einweggleichrichter, z.B. einer Diode auf. Alternativ kann die mindestens eine Lampe ein Leuchtmittel mit einer integrierten oder einer inhärenten Diode aufweisen, also z.B. eine Leuchtdiode. Die vorgeschaltete oder integrierte bzw. inhärente Diode sorgt dafür, dass die Lampe nur bei einer Polarität betrieben wird. Die Sensoreinheit umfasst dagegen einen Vollwellengleichrichter oder ihr ist ein solcher vorgeschaltet. Durch den Vollwellengleichrichter wir die Sensoreinheit bei beiden Polaritäten der Spannung auf dem Stromverteilersystem mit Betriebsstrom versorgt. Um kurzzeitige Spannungsunterbrechungen beim Wechsel der Polarität zu vermeiden, ist dem Vollwellengleichrichter bevorzugt ein Pufferkondensator nachgeschaltet.In an advantageous embodiment of the lighting arrangement, the at least one lamp has a lighting means with an upstream one Half-wave rectifier, e.g. a diode. Alternatively, the at least one lamp can have a lighting means with an integrated or an inherent diode, that is to say for example a light-emitting diode. The upstream or integrated or inherent diode ensures that the lamp is only operated with one polarity. The sensor unit, on the other hand, comprises a full-wave rectifier or one is connected upstream of it. The full-wave rectifier supplies the sensor unit with operating current for both polarities of the voltage on the power distribution system. In order to avoid short-term voltage interruptions when changing polarity, a buffer capacitor is preferably connected downstream of the full-wave rectifier.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung weist die Steuereinrichtung eine H-Brücke zum Bereitstellen der Spannung mit der wechselnden Polarität auf. Über die H-Brücke kann aus einer versorgenden Gleichspannung die Spannung mit der wechselnden Polarität erzeugt werden. Bei geeigneter Ansteuerung kann die Spannung mit der wechselnden Polarität auch pulsweitenmoduliert bereitstellt werden, um die mindestens eine Lampe nicht nur ein- und ausschalten zu können, sondern auch dimmen zu können.In a further advantageous embodiment of the lighting arrangement, the control device has an H-bridge for providing the voltage with the alternating polarity. The voltage with the alternating polarity can be generated from a supplying direct voltage via the H-bridge. With suitable control, the voltage with the changing polarity can also be made available in a pulse-width-modulated manner in order not only to be able to switch the at least one lamp on and off, but also to be able to dim it.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Beleuchtungsanordnung umfasst das Stromverteilersystem eine Stromschiene, mit der ein Anwender flexibel eine oder mehrere Lampen und die Sensoranordnung positionieren kann.In a further advantageous embodiment of the lighting arrangement, the power distribution system comprises a busbar with which a user can flexibly position one or more lamps and the sensor arrangement.
Das Sensormodul kann einen optisch und/oder akustisch arbeitenden Abstandssensor aufweisen, wodurch es als berührungsloser Schalter für die Beleuchtungsanordnung fungieren kann. Es können jedoch auch andere Sensoren, beispielsweise ein Infrarot-Bewegungssensor, ein Helligkeitssensor oder ein Temperatursensor eingesetzt werden, um die mindestens eine Lampe abhängig von Umgebungsbedingungen zu steuern. Um Steuersignale, die den einzustellenden Betriebszustand der mindestens einen Lampe betreffen, an die Steuereinheit zu übertragen, kann das Sensormodul ein Funkmodul aufweisen. Es ist alternativ auch eine drahtgebundene Übertragung oder eine Übertragung über das Stromverteilersystem durch eine Modulierung der Signale auf die Betriebsspannung möglich.The sensor module can have an optically and / or acoustically operating distance sensor, as a result of which it can function as a contactless switch for the lighting arrangement. However, other sensors, for example an infrared motion sensor, a brightness sensor or a temperature sensor, can also be used in order to control the at least one lamp as a function of ambient conditions. In order to transmit control signals relating to the operating state to be set of the at least one lamp to the control unit, the sensor module can have a radio module. Alternatively, wired transmission or transmission via the power distribution system by modulating the signals to the operating voltage is also possible.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
-
1 ein Blockschaltbild einer anmeldungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung; und -
2 eine schematische Darstellung eines Zeitverlaufs einer Versorgungsspannung innerhalb der Beleuchtungsanordnung gemäß1 .
-
1 a block diagram of a lighting device according to the application; and -
2 a schematic representation of a time curve of a supply voltage within the lighting arrangement according to FIG1 .
Die Beleuchtungsanordnung umfasst ein Netzteil als Stromversorgungsvorrichtung
Das Stromverteilersystem
An das Stromverteilersystem
Weiter ist im gezeigten Beispiel eine Sensoreinheit
Die Sensoreinheit
Die Funkverbindung
Die Sensoreinheit
In alternativen Ausgestaltungen der Sensoreinheit
Anmeldungsgemäß wird die Sensoreinheit
Dieses wird dadurch erreicht, dass von der Steuereinrichtung
Ein derartiger Spannungsverlauf kann aus der vom Netzteil gelieferten Gleichspannung beispielsweise über eine entsprechend angesteuerte H-Brückenschaltung erzeugt werden. In Zeitabschnitten tx weist die Spannung U eine positive Polarität auf. In weiteren Zeitabschnitten ty ist die Polarität der Spannung U negativ.Such a voltage curve can be generated from the DC voltage supplied by the power supply unit, for example via a correspondingly controlled H-bridge circuit. In time segments t x , the voltage U has a positive polarity. In further time segments t y the polarity of the voltage U is negative.
Die Lampen
Die Sensoreinheit
Der in
Der Einweggleichrichter
Der Vollwellengleichrichter
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- StromversorgungsvorrichtungPower supply device
- 22
- SteuereinrichtungControl device
- 33
- Stromverteilersystem Power distribution system
- 1010
- Lampelamp
- 1111
- EinweggleichrichterHalf-wave rectifier
- 1212
- Leuchtmittel Bulbs
- 2020th
- SensoreinheitSensor unit
- 2121st
- VollwellengleichrichterFull wave rectifier
- 2222nd
- Sensorsensor
- 2323
- MikrocontrollerMicrocontroller
- 2424
- FunkmodulRadio module
- 2525th
- FunkverbindungRadio link
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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