DE4002597A1 - Schalteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zur Betätigung einer elektrischen Beleuchtung mittels Tastern, die über ein von einer Ansteuerschaltung gesteuertes Schaltelement die Beleuchtung für eine bestimmte Einschaltdauer und eine anschließende, bestimmte Nachleuchtdauer einschalten, wobei vor dem Ablauf der Nachleuchtdauer ein Warnsignal auftritt. Solche Schalteinrichtungen werden beispielsweise bei der Beleuchtung von Treppenhäusern, Gängen, Garagen oder Außenanlagen eingesetzt.

Eine derartige Schalteinrichtung ist in der DE-OS 29 02 085 beschrieben. Das Warnsignal ist dort ein optisches oder akustisches Warnsignal oder eine Stromunterbrechung. Das Warnsignal ist kurz und tritt nur zwischen der Einschaltdauer und der Nachleuchtdauer auf. Während der Nachleuchtdauer und der Einschaltdauer wirkt die Beleuchtung mit gleicher Intensität.

In der DE-OS 26 00 793 ist eine Beleuchtungsanlage beschrieben. Bei dieser erfolgt der Stromfluß zur Beleuchtung in der Einschaltdauer und in der Nachleuchtdauer über je einen eigenen Schalter. Wie das die Einschaltdauer bestimmende Schaltelement über einen Taster zu steuern ist, ist nicht angegeben.

Bei der DE-OS 26 00 793 arbeitet die Beleuchtung während der Nachleuchtdauer mit einer gegenüber der Einschaltdauer verminderten Intensität. Dies ist nicht durch eine entsprechende Ansteuerung des zweiten Schaltelements, sondern durch eine diesem nachgeschaltete Diode erreicht. Die Nachleuchtdauer ist kaum exakt einstellbar. Sie ist von der Umgebungstemperatur, mechanischen Toleranzen und Alterungserscheinungen und auch davon abhängig, wie lange vorher die Beleuchtung eingeschaltet war.

In der DE-OS 30 19 565 ist ein Treppenlichtzeitschalter beschrieben, bei dem sich durch unterschiedlich lange Betätigungen des Tasters unterschiedlich lange Einschaltdauern erreichen lassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die ein vor dem Abschalten andauerndes Warnsignal erzeugt.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schalteinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß als Warnsignal während der Nachleuchtdauer die Beleuchtung mit verminderter Intensität dadurch leuchtet, daß die Ansteuerschaltung das genannte Schaltelement in weniger als jedem Nulldurchgang der Netzwechselspannung durchschaltet, wogegen die Ansteuerschaltung dieses Schaltelements während der Einschaltdauer bei jedem Nulldurchgang der Netzwechselspannung durchschaltet, und daß bei einer Betätigung eines Tasters während der Nachleuchtdauer das Schaltelement erneut bei jedem Nulldurchgang der Netzwechselspannung durchschaltet.

Dadurch ist erreicht, daß der Benutzer eine andauernde Vorwarnung auf das Abschalten der Beleuchtung und nicht nur ein kurzes Warnsignal erhält. Ein besonderer Signalgeber ist hierfür nicht notwendig.

Günstig ist auch, daß für den Stromfluß während der Nachlaufzeit kein eigenes Schaltelement erforderlich ist. Als Schaltelement eignet sich ein elektronisches Bauteil, wie Thyristor oder Triac.

Durch das Schalten im Nulldurchgang sind ungünstige Rückwirkungen auf das elektrische Netz vermieden.

Während der Nachleuchtdauer hat der Benutzer, beispielsweise im Treppenhaus, genügend Zeit, sich zum nächsten Taster zu begeben. Betätigt er diesen dann während der Nachleuchtdauer, dann wird die Beleuchtung wieder auf die volle Leuchtstärke geschaltet. Der Benutzer braucht also nicht abzuwarten, bis die Beleuchtung abschaltet, um diese danach erneut einzuschalten.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung schaltet bei einer während der Einschaltdauer erfolgenden Betätigung eines Tasters die Ansteuerschaltung das Schaltelement und damit die Beleuchtung sofort oder mit einer Verzögerungszeit ab. Dadurch ist erreicht, daß der Benutzer mittels der gleichen Taster, mit denen er die Beleuchtung einschaltet, die Einschaltdauer abbrechen kann, wenn das weitere Leuchten der Beleuchtung nicht mehr nötig ist. Damit ist eine Stromersparnis möglich.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer kürzeren Betätigung des Tasters die Einschaltdauer kürzer als bei einer längeren Betätigung des Tasters. Der Benutzer kann dadurch die ihm nötig erscheinende Einschaltdauer vorwählen. Bei sachgerechter Bedienung führt auch dies zu einer Stromersparnis. Dabei kann auch vorgesehen sein, daß durch eine längere Betätigung des Tasters die Beleuchtung andauernd eingeschaltet ist und erst bei einer weiteren Betätigung des Tasters erlischt.

In jedem Fall ist die vorgesehene Tasterbetätigung kürzer als die Einschaltdauer.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Treppenhausbeleuchtung,

Fig. 2 Diagramme der Schaltvorgänge und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm der Steuerung.

In einem Treppenhaus sind mehrere Lampen (1), insbesondere Glühlampen als Beleuchtung und mehrere Taster (2) zu deren Betätigung verteilt. Die Lampen (1) liegen in Parallelschaltung in Reihe zu einem elektronischen Schaltelement (3), das von einem Triac oder Thyristoren gebildet ist. Die Lampen (1) liegen einerseits am Nulleiter (N) des Wechselstromnetzes. Das Schaltelement (3) liegt andererseits an der Phase (L) des Wechselstromnetzes. An dieser liegen auch die parallelgeschalteten Taster (2). Es ist auch eine umgekehrte Polung möglich, bei der die Lampen (1) an der Phase (L) und das Schaltelement (3) und die Taster (2) am Nulleiter (N) liegen.

Die Taster (2) sind an einen Steuereingang (4) einer Ansteuerschaltung (5) angeschlossen, die einen Steuerausgang (6) aufweist, an dem die Steuerelektrode des Schaltelements (3) liegt.

Die Ansteuerschaltung (5) ist vorzugsweise von einem Mikroprozessor gebildet. Beispielsweise kann der CMOS-Mikroprozessor PIC 16C54 des Herstellers MIKROCHIP verwendet werden. Anstelle des Mikroprozessors können auch andere komplexe Logiken verwendet werden. Solche sind in der Zeitschrift c′t 1989, Heft 11, Seiten 196 bis 207, beschrieben. Es kann ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), ein GAL-Baustein oder ein PAL-Baustein zum Einsatz kommen. Fig. 3 zeigt den Ablaufplan des Programms der Ansteuerschaltung (5).

Zur Stromversorgung ist der Ansteuerschaltung (5) ein Netzteil (7) vorgeschaltet und sie ist auf die Phase (L) bezogen. Das Netzteil (7) liegt am Nulleiter (N).

Das Netzteil (7) weist einen Vorwiderstand (R1), eine Gleichrichterdiode (D), eine Zenerdiode (Z) und einen Glättungskondensator (C) auf. Es könnte auch ein anderes Netzteil vorgesehen sein.

Ein Synchronisiereingang (8) der Ansteuerschaltung (5) ist über einen Widerstand (R2) mit dem Nulleiter (N) verbunden. Außerdem ist an die Ansteuerschaltung (5) ein Frequenzgenerator (9) angeschlossen.

Die Funktionsweise der beschriebenen Schaltungseinrichtung ist etwa folgende:

Wird einer der Taster (2) betätigt, dann schaltet die Ansteuerschaltung (5) das Schaltelement (3) durch, so daß die Lampen (1) leuchten. Die Ansteuerschaltung (5) schaltet dabei zunächst während dieser Einschaltdauer das Schaltelement (3) bei jedem Nulldurchgang für alle Halbwellen der Netzwechselspannung durch, so daß die Lampen (1) mit voller Intensität leuchten. Das Schaltelement (3) gewährleistet ein prellfreies Schalten im Nulldurchgang. Dadurch sind Rückwirkungen auf das Netz (N, L) vermieden und die Lebensdauer der Lampen (1) erhöht. Nach dem Ablauf der Einschaltdauer (t3) in Fig. 2b, bzw. (t5) in Fig. 2d schaltet die Ansteuerschaltung (5) die Ansteuerung des Schaltelements (3) so um, daß dieses zwar noch in Nulldurchgängen der Netzwechselspannung, jedoch nicht mehr bei allen Nulldurchgängen, also nur noch für weniger Netzhalbwellen durchschaltet. Dadurch leuchten die Lampen (1) nur noch mit verminderter Intensität. Nach Ablauf dieser Nachleuchtdauer (t4) in Fig. 2b, bzw. (t6) in Fig. 2d schaltet die Ansteuerschaltung (5) das Schaltelement (3) ab, so daß die Lampen (1) erlöschen.

Die Zeiten (t3, t4, t5, t6) sind durch eine entsprechende Beschalung von Kodiereingängen (10) der Ansteuerschaltung (5) bei der Montage der Schalteinrichtung vorwählbar. Die Einschaltdauer (t3) beträgt beispielsweise 2 min. Die Einschaltdauer (t5) beträgt beispielsweise 60 min. Die Nachleuchtdauer (t4) beträgt beispielsweise 10 s. Die Nachleuchtdauer (t6) beträgt beispielsweise 12 s.

Betätigt der Benutzer den jeweiligen Taster (2) nur vergleichsweise kurz für eine Zeit (t1), die beispielsweise kürzer als 1,5 s ist (vgl. Fig. 2a), dann erkennt dies die Ansteuerschaltung (5) und wählt die Einschaltdauer (t3) und die Nachleuchtdauer (t4) aus (vgl. Fig. 2b).

Betätigt dagegen der Benutzer einen der Taster (2) für eine längere Zeit (t2), die größer als 1,5 s ist, dann wählt die Ansteuerschaltung (5) die längere Einschaltdauer (t5) und die Nachleuchtdauer (t6) aus.

Wenn der Benutzer während der Nachleuchtdauer (t4 bzw. t6) erneut einen der Taster (2) bedient, dann schaltet die Ansteuerschaltung (5) das Schaltelement (3) so durch, daß alle Netzhalbwellen auf die Lampen (1) durchgeschaltet sind und die Lampen (1) somit mit voller Intensität leuchten. Hieran schließt sich dann wiederum die Einschaltdauer (t3 bzw. t5) und die Nachleuchtdauer (t4 bzw. t6) an.

Bedient der Benutzer einen der Taster (2) während des Laufs der Einschaltdauer (t3 bzw. t5), dann schaltet die Ansteuerschaltung (5) das Schaltelement (3) entweder sofort oder mit einer gewissen Verzögerung ab, wobei ebenfalls die Nachleuchtdauer (t4 bzw. t6) verringerter Intensität vorgesehen sein kann.

Die längere Einschaltdauer (t5) kann auch so kodiert sein, daß sie praktisch unendlich dauert. Das Abschalten erfolgt dann durch eine nochmalige Betätigung eines der Taster (2).

Neben den oben genannten Vorteilen hat die erfindungsgemäße Schalteinrichtung auch den Vorteil, daß sie leicht anstelle eines bekannten Treppenhausautomaten in die vorhandene Schaltung von Lampen (1) und Tastern (2) eingebaut werden kann. Hierfür ist es günstig, wenn das Schaltelement (3) an der Phase (L) liegt.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Schaltung besteht darin, daß sie eine wesentlich geringere Leistungsaufnahme, beispielsweise weniger als 0,2 VA, aufweist als handelsübliche Treppenlichtzeitschalter, die beispielsweise eine Leistungsaufnahme von 11 VA aufweisen.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Leuchtintensität während der Nachleuchtdauer (t4 bzw. t6) konstant. Es könnte auch vorgesehen sein, daß die Leuchtintensität während der Nachleuchtdauer (t4 bzw. t6) auf- und abschwillt, oder abnimmt.

Claims (8)

1. Schalteinrichtung zur Betätigung einer elektrischen Beleuchtung mittels Tastern, die über ein von einer Ansteuerschaltung gesteuertes Schaltelement die Beleuchtung für eine bestimmte Einschaltdauer und eine anschließende, bestimmte Nachleuchtdauer einschalten, wobei vor dem Ablauf der Nachleuchtdauer ein Warnsignal auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß als Warnsignal während der Nachleuchtdauer (t4, t6) die Beleuchtung (1) mit verminderter Intensität dadurch leuchtet, daß die Ansteuerschaltung (5) das genannte Schaltelement (3) in weniger als jedem Nulldurchgang der Netzwechselspannung durchschaltet, wogegen die Ansteuerschaltung (5) dieses Schaltelement (3) während der Einschaltdauer (t3, t5) bei jedem Nulldurchgang der Netzwechselspannung durchschaltet, und daß bei einer Betätigung eines Tasters (2) während der Nachleuchtdauer (t4, t6) das Schaltelement (3) erneut bei jedem Nulldurchgang der Netzwechselspannung durchschaltet.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer während der Einschaltdauer (t3 bzw. t5) erfolgenden Betätigung eines Tasters (2) die Ansteuerschaltung (5) das Schaltelement (3) und damit die Beleuchtung (1) sofort oder mit einer Verzögerungszeit abschaltet.

3. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltdauer (t3 bzw. t5) länger ist als die regelmäßige Betätigung des Tasters (2).

4. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer kürzeren Betätigung (t1) des Tasters (2) die Einschaltdauer kürzer (t3) ist als bei einer längeren Betätigung (t2) des Tasters (2).

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine längere Betätigung (t2) des Tasters (2) die Beleuchtung (1) andauernd eingeschaltet ist und erst bei einer weiteren Betätigung des Tasters (2) erlischt.

6. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein elektronisches Schaltelement (3), insbesondere Triac oder Thyristorgruppe, ist.

7. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerschaltung (5) mit der Netzfrequenz synchronisiert ist.

8. Schalteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltdauer (t3, t5) und die Nachleuchtdauer (t4, t6) an der Ansteuerschaltung (5) kodiert sind.