DE3152569T1

DE3152569T1 - Light dimmer system for grounded-side control of discrete indicator lights

Info

Publication number: DE3152569T1
Application number: DE813152569T
Authority: DE
Inventors: Archie T Sherbert; Clark W Sechler
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1981-12-07
Publication date: 1983-01-13
Also published as: GB2099643B; EP0066615A1; EP0066615B1; IT1205452B; DE3152569C2; EP0066615A4; IT8112698A0; WO1982001974A1; GB2099643A; US4358714A

Description

Priorität· Dr.iur.Drpf.!ng.U.DREI5S,M.Sc.

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5. Dezember: 198O._# ·· :.**.';"*; .·* Dipl.lng.J.FUHLENDORF

Nr. 213,713*···—' '"* " *PCT /US81/0162 4 GerokstroßlXü'vOoTstuttgart T USA . 3 .

Anmelder: The Boeing Company r> Λ C O

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Beschreibung

Leuchtstärke-Regelungssystem für die erdanschluß-seitige Regelung diskreter Anzeigeleuchten

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft Leuchtstärke Regelungssysteme, und insbesondere eine Einrichtung, mit der gleichzeitig die Helligkeit einer Vielzahl diskreter Anzeigelampen gesteuert werden kann.

Bei Flugzeugen ist es wünschenswert, gleichzeitig die Helligkeit verschiedener Mitteilungen oder für Anzeigen verwendeterlichtemittierender Geräte, wie z.B. Glühlampen oder lichtemittierender Dioden, verschiedener Flugzeuginstrumente zu regeln, und zwar zwischen der maximalen

St'e Helligkeit und einer vollständigen Abschaltung, um den·» Lichtpegel der Umgebung anzupassen. Bei hellem Tageslicht werden derartige Anzeigeleuchten mit maximaler Helligkeit betrieben, um sicherzustellen, daß sie im Falle der Erleuchtung leicht bemerkt werden können. Umgekehrt ist es im Falle von Dunkelheit, einer starken Beschattung oder zur Nachtzeit wünschenswert, daß diese Anzeigeleuchten, mit einem nur sehr geringen Grad von Beleuchtung betrieben

5 werden. .

Allgemein werden Flugzeuginstrumente dadurch mit Energie versorgt, daß man sie zwischen eine konstante Gleichspannung, im allgemeinen +28 Volt, und Erde schaltet. Bei vielen sich selbst mit Energie versorgenden (Anm.: boden-unabhängigen) Flugzeuginstrumenten, bei denen verschiedene Steuer- und Stromversorgungsleitungen an Anschlußplatten oder Ver-

bindungsstecker geführt sind, wird eine Seite derartiger Anzeigelampen, die in solchen boden-unabhängigen Instrumenten vorgesehen sind, mit einer individuellen Erdungsleitung verbunden,:die dann zur Anschlußledste oder dem Stecker geführt ist, während die andere Seite der Anzeigeleuchte innerhalb des Instrumentes mit einer Leitung verbunden ist, die eine konstante Gleichspannung führt, mit der gleichermaßen auch noch andere Schaltelemente innerhalb des Gerätes verbunden sind, wobei lediglich diese eine Energieleitung, die die konstante Spannung führt, an die Anschlußleiste oder den Verbindungsstecker zum Zwecke der Verbindung einer Leitung, die von außen Energie zuführt, herausgeführt ist. Daher besteht zur Benutzung in einem Flugzeug der starke Wunsch nach einem Leuchtstärke-Regelungssystem zur gleichzeitigen Steuerung der Lichtintensitäten einer Vielzahl von Anzeigeleuchten, die zwischen einer mit Energie beaufschlagten Leitung und Erde geschaltet sind, wobei lediglich die zur Erdung bestimmten Seiten der AnzeigeleuchtenjVerbindung mit dem Leuchtstärke-Regelungssystem zugänglich sind.

Offenbarung der Erfindung

Gemäß vorliegender Erfindung schaffen wir ein Leuchtstärke-Regelungssystem, das an seinem Ausgang gegenüber Erde eine Spannung produziert, die willkürlich zwischen vorbestimmten Hoch- und Niedrigwerten variabel ist,um die Intensität eines Lichtes zu regeln, das zwischen dem Ausgang dieses Leuchtstärke-Regelungsgerätes (im folgenden: Dimmer) und und einer konstanten Spannungsquelle geschaltet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung schaffen wir auch ein Leuchtstärke-Regelungsgerät, mit dem gleichzeitig die Lichtintensitäten einer Vielzahl von Leuchten geregelt werden können, die erste Anschlüß/demmen aufweisen, welche mit einer Quelle einer konstanten Spannung verbunden sind, und die ferner zweite Anschlußklemmen aufweisen, welche jeweils

mit den Ausgängen einer gleichen Anzahl von Schnittstellen-Schaltungen verbunden sind, wobei jede Schnittstellen-Schaltung an ihrem Ausgang gegenüber Erde eine Spannung abgibt, die proportional einer willkürlich variablen Regelspannung ist, die den Eingängen aller Schnittstellen-Schaltungen von einer einzigen Leuchtstärke-Regelungsschaltung zugeführt wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Schnittstellai-Sdialtung aus einem Operationgsverstärker und einem Transistor mit geerdetem Emitter, der als herkömmliche Stromsenke geschaltet ist. Der Kollektor des Transistors ist mit dem Erdanschluß einer zugeordneten Anzeigelampe verbunden, deren anderer Anschluß mit einer Quelle konstanter Spannung verbunden ist. Die Basis des Transistors ist mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden, dessen Eingang so angeschlossen ist, daß er eine willkürlich variable Steuerspannung von einem Leuchtstärke-Regelungs-Schaltkreis empfängt. Die verschiedenen Komponenten des Schaltkreises sind so ausgewählt, daß die Spannung am Kollektor des Transistors gleich der zur Verfügung gestellten konstanten Spannung minus der Regelspannung, die der Leuchtstärke-Regelungsschaltkreis zur Verfügung stellt, ist. Auf diese Weise ist die Spannung über der Anzeigeleuchte gleich der Regelungsspannung des Leuchtstärke-Regelungsschaltkreises.

Die Schnittstellen-Schaltung weist ferner ein Relais auf, welches ein Paar von normalerweise offenen Kontakten aufweist, die zwischen dem Erdanschluß der Anzeigeleuchte und dem Kollektor des Transistors geschaltet sind, und welches ferner ein normalerweise geschlossenes Paar von Kontakten aufweist, die zwischen dem Erdanschluß der Anzeigeleuchte und Erde geschaltet sind. Das Relais wird von dem Leuchtstärke-Regelungsschaltkreis derart geregelt, daß es von der Quelle konstanter Spannung her stets erregt wird, wenn der Leuchtstärke-Regelungsschaltkreis angeschlossen ist, um die Helligkeit der Anzeigeleuchte zu regeln.

Wenn der Leuchte Lclrke-RegeLungsuehaitkreis abgeschaltet ist, wird das Relais entregt und trennt somit den Schnittstellen-Schaltkreis und verbindet die Erdungsseite der Anzeigeleuchte direkt mit Erde, um auf diese Weise die maximale Lichtintensität zu erzielen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die einzige Figur ist ein elektrisches Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Beste Art der Ausführung der Erfindung

Der Leuchtstärke-Regelungsschaltkreis 10 produziert eine Ausgangsspannung V_D, die von einer Bedienungsperson zwischen einem vorgegebenen hohen und einem vorgegebenen niedrigen Wert einstellbar ist. Diese Leuchtstärke-Regelungsspannung V₁-. gelangt an eine Vielzahl von Schnittstellen-Schaltungen 12, die an ihren Ausgängen Steuerspannungen Vp abgeben, welche proportional zur Leuchtstärke-Regelungsspannung V^ ist, welche an die Eingänge dieser Schnittstellen-Schaltungen 12 gelangt. Die Aus gangs spannung Vp jeder diesetf Schnittstellen-Schaltungen 12 gelangt jeweils an eine zugeordnete Anzeigeleuchte 14, welche im Gehäuse 16 eines Instrumentes 18 angeordnet ist.

Der Leuchtstärke-Regelungsschaltkreis 10 weist einen Regelwiderstand 20 auf, der eine Widerstandswicklung 22 hat, die mit einem Ende mit einer Leitung 2H, die die konstante positive Spannung führt, verbunden ist, und einem Kontaktarm 26, der beweglich ist, und zwar von der gesperrten AUS-Stellung, wie in dap einzigen Figur gezeigt, bis hin zur benachbarten VOLLE ABBLENDUNG-Stellung, und von der VOLLE ABBLENDUNG-Stellung über eine Vielzahl von Zwischenstellungen entlang der Widerstandswicklung 22 zu einer VOLLE LEUCHTSTÄRKE Stellung, in der der Kontaktarm 26 in Eingriff mit demjenigen Ende der Widerstandswicklung 22 ist, welches mit der Versorgungsleitung 24 in Verbindung steht. In den beiden

•1-

Stellungen AUS und VOLLE ABBLENDUNG steht der Kontaktarm 26 nicht mit der Widerstandswicklung 2 2 in Eingriff; in allen anderen Positionen steht der Kontaktarm 26 in gleitendem Eingriff mit einem benachbarten Bereich der Wider-Standswicklung 22. Der Leuchtstärke-Regelungsschaltkreis weist ferner einen Begrenzungsschalter 28 auf, der betriebsmäßig mit dem Kontaktarm 2 6 verbunden ist, derart, daß er nur dann öffnet, wenn der Kontaktarm 26 sich in der Stellung AUS befindet.
10

Die Schnittstellen-Schaltung 12 weist einen Operationsverstärker 30 auf, dessen Energieversorgungs-Anschlußklemmen zwischen der Leitung, auf der die konstante positive (Spannung) zur Verfügung steht, und Erde geschaltet sind. Der Ausgang des Operationsverstärkers 30 ist mit der Basis eines Transistors 32 verbunden, der mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers und über einen Widerstand 34 mit geringem Widerstandswert an Erde verbunden ist, welch letzterer den gesamten Strom durch die Lampe 14 nach Erde über den Transistor 32 begrenzt. Der

invertierende Eingang des Operationsverstärkers 30 ist über einen Widerstand 3 6 mit dem Kontaktarm 2 6 des Regelungswiderstandes und über einen weiteren Widerstand 38 mit Erde verbunden.
25

Die Widerstände 36 und 38 bilden ein Spannungsteiler-Netzwerk, durch das eine invertierende Steuerspannung, mit der geeigneten Steigung, an den Operationsverstärker 30 angelegt wird. Dies stellt wiederum sicher, daß die über der Lampe abfallende Spannung proportional der Regelspannung V^ ist.

Die Betriebsspule 40 eines Relais 42 ist zwischen der Leitung 24, die die positive Versorgungsspannung führt, und Erde über den Begrenzungsschalter 28 des Leuchtstärke-Regelungsschaltkreises 10 verbunden. Zum Relais 42 gehört ein Paar normalerweise offener Kontakte 44, die zwischen dem Kollektor des Transistors 32 und dem Erdanschluß 46 einer Anzeigeleuchte

an einer Anschlußleiste oder einem Stecker 18, welcher am. Instrumentengehäuse angeordnet ist, geschaltet ist. Außerdem weist das Relais 42 ein Paar normalerweise geschlossener Kontakte 50 auf, die zwischen der Erdanschlußklemme 46 der Anzeigeleuchte und Erde geschaltet sind.

Die Anzeigeleuchte 14 ist über eine Schalteinrichtung 52 mit der die positive Spannung führenden Leitung verbunden, die an eine positive Spannungsversorgungs-Anschlußklemme 54 der Anschlußleiste 48 geführt ist, welche ihrerseits wieder mit der Leitung 24, die die positive Versorgungs-Gleichspannung führt, verbunden ist. Ferner ist das Instrument 18, das im Gehäuse 16 angeordnet ist, zwischen die positive Eingangs-Anschlußklemme 34 und eine Instrument-Erdanschlußklemme 56 der Anschlußleiste 48 geschaltet, welche wiederum mit Erde verbunden ist. *

Ein Widerstand 58 ist in Reihe zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 30 und der Basis des Transistors 32 geschaltet, um für den Transistor einen Schutz gegen Spannungsspitzen zu schaffen und um eine bessere Regelung des Eingangs des Operationsverstärkers zum Transistor zu gewährleisten.

5 Beim Betrieb eines Flugzeuges unter Beleuchtungsbedingungen der Umgebung, die hellem Tageslicht entsprechen, wird der Kontaktarm 2 6 des Regelungswiderstandes 2 6 in die Stellung AUS gebracht, in welcher er von der Widerstandswicklung 22 getrennt ist. Der Begrenzungsschalter 28 ist offen und somit das Relais 40 nicht erregt. Die normalerweise offenen Relaiskontakte 44 sind dann auch offen und stellen somit auch eine Trennung des Transistors 32 dar; die normalerweise geschlossenen Kontakte 50 sind geschlossen und verbinden die Erdanschlußklemme 46 der Anzeigeleuchte direkt mit Erde, so daß die volle Speisespannung V_R an der Anzeigeleuchte anliegt, wenn immer der Schalter 52 geschlossen ist.

Sinkt der Pegel der Beleuchtung der Umgebung ab, kann eine Bedienungsperson den Kontaktarm des Regelungswiderstandes 20 auf eine Zwischenposition einstellen, in der der Begrenzungsschalter 28 geschlossen ist. Die Ausgangsschaltung V~ des Regelungswiderstandes 20 gelangt so über den Widerstand 36 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 30, der bei Erdung des Emitters des Transistors 32, wie eine herkömmliche Stromsenke geschaltet ist. Die verschiedenen Elemente 30 - 38 sind so ausgewählrt, daß die Spannung Vp am Kollektor des Transistors 32 gleich der positiven Versorgungsspannung V_R minus der Leuchtstärke-Regelungsspannung V_D ist.

^VC ^{= V}R - ^VD

In der Folge wird nun immer, wenn der Schalter 42 geschlossen wird, die Spannung, die über der Anzeigeleuchte 14 auftritt, gleich der positiven Speisespannung V_R minus der Spannung V„

am Kollektor des Transistors 32 sein. 20

V = V - V
Lampe RC

Setzt man nun Vp minus V_ß für V„ in die obige Gleichung ein, dann ergibt sich, daß die Spannung über der Anzeigeleuchte

14 gleich der Spannung V₁-. am Ausgang der Leuchtstärke-Regelungsschaltung ist.

^VLampe ^{= V}R " ^(VR " V = ^VD

Wenn der Kontaktarm 26 des Regelungswiderstandes 20 sich in einer der Zwischenstellungen befindet, und die Leitung, die die Betriebsspannung V_R an irgendeines der Relais 42 anlegt, unterbrochen ist, dann wird dieses Relais 42 entregt und öffnet die normalerweise offenen Kontakte 44 und schließt die normalerweise geschlossenen Kontakte 50, und verbindet so die Anzeigeleuchte 14, die dem Relais 42 zugeordnet ist,

Jo-

direkt mit der positiven Speisespannung einerseits und Erde andererseits , so daß sich derart die maximale Lichtintensität ergibt, wenn immer der Schalter 52 geschlossen ist.
5

Wird der Kontaktarm 26 des Regelungswiderstandes 20 von einer Bedienungsperson in die Stellung VOLLE ABBLENDUNG gestellt, dann wird der Kontaktarm 26 von der Widerstandswicklung 22 getrennt, so daß der invertierende Eingang des Verstärkers 30 über den Widerstand 38 mit Erde verbunden ist und der Transistor 32 somit abgeschaltet wird, so daß der Stromfluß durch die Anzeigeleuchte auf Null reduziert wird.

Wenn die Leitung 24, die die positive Speisespannung führt, den Operationsverstärker 30 mit Betriebsleistung versorgt und ferner das Relais U2 eines der Schnittstellen-Schaltungen 12 unterbrochen wird, dann wird das Relais, das hiervon beeinflußt wird, entregt und der normalerweise geschlossene Kontakt 50 dieses Relais 42 schließt, so daß die maximale 0 Spannung über der Anzeigeleuchte 14 angelegt wird, wenn immer das Schaltgerät 52 geschlossen ist.

Da es offensichtlich ist, daß verschiedene Variationen, Anpassungen oder Modifikationen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der oben im Detail diskutierten Erfindung möglich sind, ist beabsichtigt, daß der Umfang dieser Erfindung lediglich durch die beigefügten Ansprüche begrenzt wird.

- Ende der Beschreibung -

Claims

.."KGT/US81/01624 3Ί 52569

Ansprüche

Licht-Leuchtstärke-Regelungseinrichtung, die enthält: Spannungsversorgungsmittel zur Versorgung mit einer im wesentlichen konstanten Speisespannung gegenüber Erde; Leuchtstärke-Regelungsmittel, die derart geschaltet sind, daß sie die Speisespannung empfangen, und die eine willkürlich variable Regelungsspannung gegenüber Erde abgeben; und

zumindest eine Licht-Schaltung, die einen elektrisch betätigten zwei Anschlüsse aufweisenden Licht-Emitter aufweist, dessen eine Anschlußklemme so geschaltet ist, daß die die Speisespannung aufnimmt, und eine Schnittstellen-Einrichtung, die eine Eingangsklemme aufweist, die so geschaltet ist, daß sie die Speisespannung aufnimmt und ferner eine Regelungs-Anschlußklemme aufweist, die so geschaltet ist, daß sie eine Regelungsspannung aufnimmt, die ferner eine Ausgangsklemme aufweist, die mit der anderen Anschlußklemme des Licht-Emitter verbunden ist, so daß an ihrer Ausgangsklemme eine Ausgangsspannung gegenüber Erde entsteht,die proportional der Differenz der Speisespannung und der Regelungsspannung ist, wodurch die Spannung über dem Licht-Emitter proportional zur Regelungsspannung ist.
2. Licht-Leuchtstärke-Regelungseinrichtung, wie in Anspruch 5 beschrieben, worin die Schnittstellen-Mittel enthalten:

Einen Operationsverstärker, der Anschlüsse für die Betriebsleistung aufweist, die zwischen den Anschlußklemmen zwischen der Eingangsklemme der Schnittstellen-Einrichtung und Erde angeschlossen sind, und der ferner einen invertierenden Eingang aufweist, der mit der Regelungsanschlußklemme der Schnittstellen-Einrichtung verbunden ist und der weiterhin einen nicht-invertierenden Eingang aufweist, der mit Erde verbunden ist, und der schließlich einen Ausgang aufweist; sowie

einen Transistor, der eine Basis aufweist, die mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, der ferner einen Emitter aufweist, der mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers verbunden ist, und der einen Kollektor aufweist, der mit der Ausgangsklemme der Schnittstellen-Einrichtung verbunden ist.
3. !jicht-Leuchtstärke-Regelungseinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Schnittstellen-Einrichtung weiterhin enthält: Ein Relais, dessen Betriebsspule zwischen der Eingangs-, klemme der Schnittstellen-Einrichtung und Erde geschaltet ist, welches ferner ein normalerweise offenes Paar von Kontakten aufweist, die zwischen die Ausgangsklemme der Schnittstellen-Einrichtung und dem Transistor geschaltet sind, und daß ferner ein normalerweise geschlossenes Paar von Kontakten aufweist, die zwischen der Ausgangsklemme der Schnittstellen-Einrichtung und Erde geschaltet sind.
4. Licht-Leuchtstärke-Regelungseinrichtung, wie in Anspruch 3 beschrieben, worin die Leuchtstärke-Regelungseinrichtung enthält:

Einen beweglichen Teil, der in eine Stellung AUS beweglich ist; und

einen Begrenzungsschalter, der von dem beweglichen Teil betätigt wird derart, daß er sich lediglich öffnet, wenn der bewegliche Teil sich in seiner Stellung AUS befindet, wobei der Begrenzungsschalter in Reihe geschaltet ist mit der Betriebsspannung des Relais zwischen der Eingangsklemme der Schnittstellen-Einrichtung und Erde; derart, daß bei Anordnung des beweglichen Teiles in seiner Stellung AUS der Begrenzungsschalter offen ist, das Relais entregt ist und die Ausgangsklemme der. Schnittstellen-Einrichtung über das normalerweise geschlossene Paar von Relaiskontakten mit Erde verbunden ist.
5. Licht-Leuchtstärke-Regelungseinrichtung, wie in Anspruch H beschrieben, bei der der Begrenzungsschalter zwischen der Betriebsspule des Relais und Erde angeordnet ist.
6. Licht-Leuchtstärke-Regelungseinrichtung, wie in Anspruch 1 beschrieben, bei der jeder Licht-Schaltkreis Anzeige-Einschaltmittel aufweist, die mit dem Licht-Emitter zwischen den Einrichtungen zur Spannungsversorgung und der Ausgangsklemme der Schnittstellen-Einrichtung in Reihe geschaltet sind, um eine Verbindung bzw. Trennung des Licht-Emitters von den Einrichtungen zur Spannungsversorgung zu erreichen.
7. Licht-Leuchtstärke-Regelungseinrichtung nach Anspruch 6, bei dem die Reihenkombination des Licht-Emitters und der Anzeige-Einschaltmittel jedes Licht-Schaltkreises innerhalb eines Gehäuses für ein Instrument angeordnet ist und der Ausgangsklemme der Schnittstellen-Einrichtung über eine Verbindungsleitung verbunden ist, die aus dem Instrumentengehäuse herausgeführt ist; und

das Instrumentengehäuse ferner eine Leistungsversorgungsleitung aufweist, die mit der Spannungsversorgungs-Einrichtung verbunden ist, und ferner einen Instrumenten-Schaltkreis aufweist, der zwischen die Leistungsversorgungsleitung und Erde geschaltet ist, derart, daß die Serienkombination von Licht-Emittern und Anzeige-Einschaltmitteln mit der Leistungsversorgungsleitung innerhalb des Instrumentengehäuses verbunden ist.
8. Licht-Leuchtstärke-Regelungseinrichtung, wie in Anspruch 1 beschrieben, bei der der zumindest eine Licht-Schaltkreis durch eine Vielzahl von Licht-Schaltkreisen gebildet wird.