DE3525850A1 - Electrical switching apparatus - Google Patents

Electrical switching apparatus

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DE3525850A1 DE19853525850 DE3525850A DE3525850A1 DE 3525850 A1 DE3525850 A1 DE 3525850A1 DE 19853525850 DE19853525850 DE 19853525850 DE 3525850 A DE3525850 A DE 3525850A DE 3525850 A1 DE3525850 A1 DE 3525850A1
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Abstract

The present invention relates to an electrical switching apparatus which switches on electrical loads in the evening hours as the darkness deepens and switches said loads off again after a time duration which is defined in an arbitrary manner and differs from day to day. It is thus intended to simulate use of a dwelling which is empty, for example during holidays.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Schalt­ gerät, das in Abhängigkeit von der sich abendlich verringernden Helligkeit elektrische Verbraucher, insbesondere elektrische Licht­ quellen einschaltet.The present invention relates to an electrical switch depending on the diminishing in the evening Brightness of electrical consumers, especially electrical light switches on.

Derartige elektrische Schaltgeräte sind bekannt. Sie dienen bei­ spielsweise dazu, Straßen-, Schaufensterbeleuchtungen oder aber Außenlampen von Privathäusern ein- und bei entsprechendem Anstieg der Helligkeit wieder auszuschalten.Such electrical switching devices are known. They serve at for example, street or shop window lighting or Outside lights of private houses on and with a corresponding increase switch off the brightness again.

In dem von der Stiftung Warentest herausgebrachten Sonderheft "Schutz vor Einbruch und Diebstahl", erschienen im Juni 1985, wird auf Seite 50 ausgeführt, daß es zweckmäßig sei, um potentiellen Dieben eine Benutzung einer Wohnung vorzutäuschen, sich hierzu eines Wochen-Pro­ grammschaltwerks zu bedienen, das Beleuchtungskörper mit unterschied­ lichen Belegzeiten ein- bzw. ausschaltet.In the special issue "Protection." before burglary and theft ", published in June 1985, is on page 50 stated that it was appropriate to a potential thieves Pretending to use an apartment, get a weekly pro gram switch to operate, the lighting fixture with difference occupancy times on or off.

Nachteilig bei einer derartigen Vorgehensweise ist jedoch, daß die Einschaltung u. U. zu solchen Zeitpunkten erfolgt, bei denen ein Einschalten von Lampen aufgrund noch vorhandener Rest-Helligkeit nicht erforderlich ist, oder aber sie erfolgt zu spät, so daß allein durch diese Umstände genau das Gegenteil erreicht wird, daß nämlich dem potentiellen aufmerksamen Beobachter offenbar wird, daß hier nur eine Scheinbenutzung vorliegt.A disadvantage of such a procedure, however, is that the Switching on and. U. at times when a Switching on lamps due to remaining brightness is not necessary, or it is done too late, so alone exactly the opposite is achieved by these circumstances, namely it becomes evident to the potential attentive observer that here there is only a bogus use.

Der eingangs zitierte Dämmerungsschalter eignet sich ebensowenig, da hier eine Ausschaltung nur wieder helligkeitsabhängig erfolgt, was bedeutet, daß eine einmal eingeschaltete Lampe die ganze Nacht über brennt. Auch dies hätte den bereits geschilderten negativen Effekt zur Folge.The twilight switch quoted at the beginning is just as unsuitable  since switching off is only dependent on brightness here, which means that a lamp once turned on all night over burns. This would also have the negative already described Effect.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Schaltgerät zu entwickeln, das in hohem Maße eine Benutzung einer Wohnung durch Ein- und Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers simuliert.The object of the present invention is therefore to provide a switching device develop that to a large extent by using an apartment Switching an electrical consumer on and off is simulated.

Dies wird dadurch erreicht, daß mit dem Einschalten des oder der elektrischen Verbraucher ein Zeitschaltwerk mit sich von Tag zu Tag verändernder Einschaltdauer aktiviert wird, das nach Ablauf der Einschaltdauer den oder die elektrischen Verbraucher ausschal­ tet.This is achieved by turning on the or the electrical consumers a time switch with it from day to day Day changing duty cycle is activated after the expiration the duty cycle to switch off the electrical consumer (s) tet.

In vorteilhafter Ausführung der Erfindung wird die Einschaltdauer von einem Zufallsgenerator oder von einem thermischen Element ge­ steuert. Das thermische Element mißt die Umgebungstemperatur des Installationsortes des Schaltgerätes und beeinflußt elektrisch ein Zeitglied. Vorzugsweise sollte die Einschaltdauer im Bereich 1/2 bis 6 Std. liegen.In an advantageous embodiment of the invention, the duty cycle from a random generator or from a thermal element controls. The thermal element measures the ambient temperature of the Installation location of the switching device and influences electrically Timer. The duty cycle should preferably be in the range of 1/2 up to 6 hours.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild des elektrischen Schaltgerätes.The figure shows a block diagram of the electrical switching device.

Mit 1 ist ein Schaltteil bezeichnet, das u. a. eine Photozelle ent­ hält und eine Spannung erzeugt, die der Helligkeit repräsentativ ist. Außerdem enthält das Schaltteil einen einstellbaren Widerstand 21, mit dessen Hilfe eine Beeinflussung der Spannung möglich ist. Diese wird über eine Zeitverzögerungsstufe 2 einem Komperator 4 zu­ geführt, welcher von einem low- zu einem high-Zustand am Ausgang übergeht, sofern die Spannung am Eingang 3 die Spannung am Eingang 5 überschreitet. Der Ausgang des Komperators 4 liegt am Clock-Ein­ gang 6 eines Dual D-Flip-Flop′s 7, das über zwei Ausgänge 8 (Q) und 15 (Q) verfügt. 1 with a switching part is designated, the ent holds a photocell ent and generates a voltage that is representative of the brightness. In addition, the switching part contains an adjustable resistor 21 , by means of which the voltage can be influenced. This is fed via a time delay stage 2 to a comparator 4 , which changes from a low to a high state at the output if the voltage at input 3 exceeds the voltage at input 5 . The output of the comparator 4 is at the clock input 6 of a dual D flip-flop 7 , which has two outputs 8 (Q) and 15 (Q) .

Dem Ausgang 8 (Q) wird über eine Zeitverzögerungsstufe unter Zuhilfe­ nahme eines hier nicht näher gezeichneten Spannungsteilers eine Spannung entnommen, die am Eingang 5 des Komperators 4 ansteht. Andererseits liegt am Ausgang 8 (Q) das Schaltelement 10, das den elektrischen Verbraucher, z. B. eine Glühlampe 11, durchschaltet.The output 8 (Q) is removed via a time delay stage with the aid of a voltage divider, not shown here, which is present at the input 5 of the comparator 4 . On the other hand, at the output 8 (Q), the switching element 10 , the electrical consumer, for. B. turns on a light bulb 11 .

Außerdem liegt am Ausgang 8 (Q) ein Oszillator 13, der über einen integrierten binären Zähler (13′) verfügt, aus dem ein high-Signal abgegeben wird, sofern ein programmierter Zählerstand erreicht ist. Dieser high-Impuls setzt das Flip-Flop 7 durch Anlegen dieses Im­ pulses am Reset-Eingang 14 zurück.In addition, there is an oscillator 13 at output 8 (Q) , which has an integrated binary counter ( 13 ') from which a high signal is emitted if a programmed counter reading has been reached. This high pulse resets the flip-flop 7 by applying this pulse at the reset input 14 .

Am anderen Ausgang 15 (Q) des Flip-Flop′s 7 liegt der Start-Eingang 16 eines weiteren Oszillators 17 mit integriertem Zähler (17′), der einen elektronischen Stufenschalter 18 periodisch steuert, wel­ cher über eine Anzahl von in Stufen angeordneten Widerständen 19₁ bis 19 n verfügt, die ihrerseits am Oszillator 13 frequenzbestimmend und damit zeitbestimmend bezüglich der Erreichung des programmierten Zählstandes und damit Abgabe eines high-Impulses mitwirken. Mit einem ebenfalls frequenz-mitbestimmenden, veränderlichen Widerstand 22 ist eine weitere Beeinflussung der Einschaltzeit möglich.At the other output 15 (Q) of the flip-flop 7 is the start input 16 of a further oscillator 17 with an integrated counter ( 17 ') which periodically controls an electronic tap changer 18 which wel over a number of resistors arranged in stages 19 ₁ to 19 n , which in turn cooperate on the oscillator 13 frequency determining and thus time determining with respect to reaching the programmed count and thus delivering a high pulse. A further influencing of the switch-on time is possible with a variable resistor 22 that also determines the frequency.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung ist etwa folgende:The operation of the circuit according to the invention is approximately as follows:

Das Gerät wird vorzugsweise bei Tageslicht mit einer Steckdose so verbunden, daß das Tageslicht von demselben erfaßt werden kann. Mit dem Gerät wird weiterhin ein Beleuchtungskörper elektrisch ver­ bunden, der im Wohnbereich einer Wohnung angeordnet ist. Dadurch, daß die Zeitverzögerungsstufe 9 gegenüber der Zeitverzögerungsstufe 2 eine längere Zeitkonstante aufweist, wächst die Spannung 3 schneller als die Spannung 5 am Komperator 4, so daß am Ausgang des Komperators 4 ein high-Signal ansteht. Dieses high-Signal hat keinerlei Wirkung am Flip-Flop 7 zur Folge, so daß Ausgang 8 (Q) high und Ausgang 15 (Q) low ist. Nach einer gewissen Zeit stellt sich am Eingang 5 des Kom­ perators 4 eine Spannung ein, die die zuvor entsprechend der Umge­ bungs-Helligkeit erzielte Spannung 3 überschreitet, so daß nunmehr am Ausgang des Komperators 4 das Signal von high auf low wechselt. Eine Änderung von high auf low am Eingang des Flip-Flop′s 7 hat ebenfalls noch keine Wirkung. Die Zustände an den Ausgängen 8 (Q) und 15 (Q) des Flip-Flop′s 7 haben sich dadurch nicht verändert, jedoch ist jetzt das Flip-Flop zum Umschalten vorbereitet, was dann erfolgt, wenn am Eingang 6 das low-Signal wieder auf high umwechselt. Bis dies geschieht, ist das Schaltelement 10 zum Verbraucher 11 ausgeschaltet, und der Oszillator 13 mit integriertem Zähler (13′) ist inaktiv.The device is preferably connected to an electrical outlet in daylight so that daylight can be detected by the same. With the device, a lighting fixture is also electrically connected, which is arranged in the living area of an apartment. Characterized in that the time delay stage 9 has a longer time constant than the time delay stage 2 , the voltage 3 grows faster than the voltage 5 at the comparator 4 , so that a high signal is present at the output of the comparator 4 . This high signal has no effect on the flip-flop 7 , so that output 8 (Q) is high and output 15 (Q) is low. After a certain time, a voltage is set at the input 5 of the comparator 4 , which exceeds the voltage 3 previously achieved in accordance with the ambient brightness, so that now the signal at the output of the comparator 4 changes from high to low. A change from high to low at the input of flip-flop 7 also has no effect. The states at the outputs 8 (Q) and 15 (Q) of the flip-flop 7 have not changed as a result, but now the flip-flop is prepared for switching, which occurs when the low signal at input 6 switched back to high. Until this happens, the switching element 10 to the consumer 11 is switched off, and the oscillator 13 with an integrated counter ( 13 ') is inactive.

Der mit low-Signal an seinem Eingang behaftete Oszillator 17 schwingt und schaltet den Stufenschalter 18 mit einer Frequenz von ca. 10 Hz von einem Widerstand zum nächsten um. Diese Widerstände liegen im frequenzbestimmenden Bereich des Oszillators 13.The oscillator 17 , which has a low signal at its input, oscillates and switches the step switch 18 from one resistor to the next at a frequency of approximately 10 Hz. These resistors are in the frequency-determining range of the oscillator 13 .

Mit fortschreitender Dunkelheit wird ein Zeitpunkt erreicht, bei dem das von der Umgebungs-Helligkeit bestimmte Signal am Eingang 3 das Spannungssignal am Eingang 5 überschreitet, so daß nun der Ausgang des Komperators 4 von low auf high geht. Dies hat zur Folge, daß das Flip-Flop 7 gesetzt wird, so daß nunmehr Ausgang 8 (Q) low und Ausgang 15 (Q) high wird. Das low-Werden des Ausgangs 8 (Q) zieht den Komperator-Eingang 5 auf low und verriegelt diesen, so daß der nun eingeschaltete Beleuchtungskörper zu keiner Beeinflussung dieser Schaltposition führt. Außerdem ist der Oszillator 13 freigegeben, der nunmehr zu schwingen beginnt, wobei die Schwingungen durch den integrierten Zähler 13′gezählt werden. Mit high-Werden des Eingangs 15 (Q) wird der Oszillator 17 zum Stillstand gebracht und damit der Stufenschalter 18 auf dem Widerstandswert gehalten, der zum Zeitpunkt des Stillsetzens gerade aktiviert war. Daraus resultiert eine von Tag zu Tag dem Zufall überlassene Frequenz und damit Zeit, die erfor­ derlich ist, um den im Oszillator integrierten Zähler auf seinen vorprogrammierten Zählwert, z. B. die Binärzahl 8192 zu bringen, d. h., das Licht bleibt von Tag zu Tag unterschiedlich lange einge­ schaltet, so daß einem Beobachter eine Benutzung der Wohnung sehr realistisch simuliert wird.As darkness progresses, a time is reached at which the signal at input 3 determined by the ambient brightness exceeds the voltage signal at input 5 , so that the output of comparator 4 now goes from low to high. This has the consequence that the flip-flop 7 is set, so that output 8 (Q) is now low and output 15 (Q) is high. The fact that output 8 (Q) goes low pulls the comparator input 5 to low and locks it, so that the lighting element which is now switched on does not influence this switching position. In addition, the oscillator 13 is released, which now begins to vibrate, the vibrations being counted by the integrated counter 13 '. When the input 15 (Q) goes high, the oscillator 17 is brought to a standstill and the step switch 18 is thus kept at the resistance value which was just activated at the time of the shutdown. This results in a frequency left to chance from day to day, and thus the time required to move the counter integrated in the oscillator to its preprogrammed count, e.g. B. bring the binary number 8192, that is, the light remains switched on for different lengths of day, so that an observer use of the apartment is very realistically simulated.

Mit Erreichen des vorprogrammierten Zählerstandes wechselt der Aus­ gang des Zählers 13′ von low auf high und setzt das Flip-Flop 7 wieder auf Ausgangsposition zurück, was wiederum zur Folge hat, daß Ausgang 8 (Q) high und Ausgang 15 (Q) low wird. Damit wird der Verbraucher 11 ausgeschaltet und die ganze Steuerung auf einen erneuten Schaltzyklus vorbereitet, d. h. am Eingang 5 steigt langsam die Schwellwertspannung an und am Eingang 3 stellt sich ebenfalls verzögert eine Spannung ein, die der nunmehr herrschenden Dunkelheit entspricht. Durch unterschiedliches Auslegen der Zeitkonstanten zwischen den Zeitverzögerungsstufen 9 und 2 wird jedoch sicherge­ stellt, daß die Spannung am Eingang 3 immer höher sein wird als die Schwellwertspannung am Eingang 5. Das bedeutet, daß der Aus­ gang des Komperators auch nach dem Zurückschalten des Verbrauchers high-Signal hat und erst am frühen Morgen durch Ansteigen der Hel­ ligkeit wieder auf low wechselt, was dadurch hervorgerufen wird, daß die Komperatoreingangsspannung 3 kleiner als die Komperator­ eingangsspannung 5 wird.Upon reaching the preprogrammed counter reading, the output of the counter 13 'changes from low to high and sets the flip-flop 7 back to the starting position, which in turn has the result that output 8 (Q) high and output 15 (Q) low . The consumer 11 is thus switched off and the entire control system is prepared for a renewed switching cycle, ie the threshold voltage slowly increases at the input 5 and a voltage is also set at the input 3 with a delay, which corresponds to the darkness now prevailing. By differently designing the time constant between the time delay stages 9 and 2 is ensured, however, that the voltage at input 3 will always be higher than the threshold voltage at input 5 . This means that the output of the comparator has a high signal even after the consumer has switched back and only changes back to low in the early morning due to an increase in Hel, which is caused by the fact that the comparator input voltage 3 is lower than the comparator input voltage 5 .

Damit ist die Schaltung auf ein neuerliches abendliches Wiederein­ schalten vorbereitet.So the circuit is on again in the evening switch prepared.

Claims (7)

1. Elektrisches Schaltgerät, das in Abhängigkeit von der sich abendlich verringernden Helligkeit elektrische Verbraucher, insbe­ sondere elektrische Lichtquellen einschaltet, dadurch gekennzeich­ net, daß mit dem Einschalten des oder der elektrischen Verbraucher (11) ein Zeitschaltwerk (20) mit sich von Tag zu Tag verändernder Zeitschaltdauer aktiviert wird, das nach Ablauf der Einschaltdauer den oder die elektrischen Verbraucher (11) ausschaltet.1. Electrical switching device that turns on, depending on the evening decreasing brightness electrical consumers, in particular special electrical light sources, characterized in that with the switching on of the electrical consumer ( 11 ) a timer ( 20 ) with it from day to day changing time period is activated, which switches off the electrical consumer (s) ( 11 ) after the operating period. 2. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einschaltdauer von einem Zufallsgenerator gesteuert wird und im Bereich von 1/2 bis 6 Std. liegt.2. Electrical switching device according to claim 1, characterized in net that the duty cycle is controlled by a random number generator and is in the range of 1/2 to 6 hours. 3. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einschaltdauer von der Umgebungstemperatur des Instal­ lationsortes des Schaltgerätes gesteuert wird.3. Electrical switching device according to claim 1, characterized net that the duty cycle of the ambient temperature of the instal tion location of the switching device is controlled. 4. Elektrisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, im wesentlichen gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
  • - eine Schaltstufe (1), beinhaltend ein photoelektrisches Element, ermittelt die Helligkeit, formt diese in elektrische Werte um und gibt diese über eine Zeitverzögerungsstufe (2) an einen Eingang (3) eines Komperators (4), an dessen anderem Eingang (5) eine Spannung anliegt, bei deren Über- oder Unterschreitung der Komperator (4) durchschaltet;
  • - am Ausgang des Komperators liegt der Eingang (6) eines Flip- Flop′s (7), an dessen Q-Ausgang (8) anliegt:
  • - über eine Zeitverzögerungsstufe (9) die Steuerspannung des Komperatoreingangs (5),
  • - das den oder die elektrischen Verbraucher (11) steuernde Schaltelement (10),
  • - der Reset-Eingang (12) eines Oszillators (13) mit integrier­ tem Zähler (13′), der
  • - bei Erreichen eines vorgewählten Zählerstandes den Reset- Eingang (14) des Flip-Flop′s (7) beaufschlagt.
4. Electrical switching device according to one of the preceding claims, essentially characterized by the following features:
  • - A switching stage ( 1 ), including a photoelectric element, determines the brightness, converts it into electrical values and transmits these via a time delay stage ( 2 ) to an input ( 3 ) of a comparator ( 4 ), at the other input ( 5 ) a voltage is present when the comparator ( 4 ) is switched on or off;
  • - At the output of the comparator is the input ( 6 ) of a flip-flop ( 7 ), at whose Q output ( 8 ) is present:
  • - The control voltage of the comparator input ( 5 ) via a time delay stage ( 9 ),
  • - The switching element ( 10 ) controlling the electrical consumer ( 11 ),
  • - The reset input ( 12 ) of an oscillator ( 13 ) with integrated counter ( 13 '), the
  • - When a preselected counter reading is reached, the reset input ( 14 ) of the flip-flop ( 7 ) is applied.
5. Elektronische Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß am Q-Ausgang (15) des Flip-Flop′s (7) der Reset-Eingang (16) eines weiteren Oszillators (17) mit integriertem Zähler (17′) anliegt, der einen Mehrstufen-Schalter (18) periodisch steuert, mit dessen Stufen unterschiedliche Widerstandselemente (19₁-19 n ) zur Festlegung unterschiedlicher Oszillator-Frequenzen des die Ein­ schaltdauer des Zeitschaltwerkes (20) steuernden Oszillators (17) geschaltet werden.5. Electronic circuit according to claim 4, characterized in that at the Q output ( 15 ) of the flip-flop's ( 7 ) the reset input ( 16 ) of a further oscillator ( 17 ) with an integrated counter ( 17 ') is present , which controls a multi-stage switch ( 18 ) periodically, with the stages of different resistance elements ( 19 ₁- 19 n ) for defining different oscillator frequencies of the on duration of the timer ( 20 ) controlling the oscillator ( 17 ). 6. Elektronische Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Oszillator (17) mit dem Einschalten des oder der Ver­ braucher (11) stillgesetzt und derjenige Widerstand des Stufenschal­ ters (18) dem Oszillator (13) aufgeschaltet wird, der zum Zeitpunkt der Stillsetzung des Oszillators (17) aktiviert war.6. Electronic circuit according to claim 5, characterized in that the oscillator ( 17 ) with the switching on of the or the consumer ( 11 ) is stopped and that resistance of the tap changer ( 18 ) is connected to the oscillator ( 13 ) at the time the shutdown of the oscillator ( 17 ) was activated. 7. Elektronische Schaltung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungsstufe (9) gegenüber der Zeitverzögerungsstufe (2) eine längere Zeitkonstante aufweist.7. Electronic circuit according to claims 4 and 5, characterized in that the time delay stage ( 9 ) compared to the time delay stage ( 2 ) has a longer time constant.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3743524A1 (en) * 1987-12-22 1989-01-05 Stoeckigt Gerhard Dipl Wirtsch Adaptive electronic control system for simulating presence
DE19603875A1 (en) * 1996-02-03 1997-08-07 Simon Ralf Dipl Ing Fh Dipl In Room lighting brightness control device with dimmer
CN103244847A (en) * 2012-02-17 2013-08-14 宏鑫光电科技股份有限公司 Illuminating lamp with deterrent function

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