DE4009658A1

DE4009658A1 - Fernsteuerbares leistungsstellsystem

Info

Publication number: DE4009658A1
Application number: DE4009658A
Authority: DE
Inventors: Robin C Moseley; Joel S Spira; Arjuna Karunaratne; John Wylie; Jonathan A Barney
Original assignee: Lutron Electronics Co Inc
Current assignee: Lutron Electronics Co Inc
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1990-11-22
Also published as: GB9005859D0; JPH0374149A; GB2230367B; US5099193A; GB2230367A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Stellsystem und insbesondere auf ein neuartiges drahtloses elektrisches Leistungsstellsystem, bei welchem die Einstellung der einem Verbraucher zugeführten Leistung von einer ferngelegenen Stelle geändert werden kann, wobei eine Fernsteuervorrichtung benutzt wird, die nicht elektrisch mit dem Verbraucher verdrahtet ist.

Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen beschrieben wird, kann sie auch auf anderen Gebieten Anwendung finden, beispielsweise zur Steuerung des Schallvolumens, der Höhen und Tiefen oder der Balance oder zur Einstellung der Videohelligkeit oder des Kontrastes, zur Abstimmung eines Rundfunk- oder Fernsehempfängers und zur Einstellung der Ladegeschwindigkeit oder -beschleunigung eines beweglichen Gegenstandes.

Es sind Laststeuersysteme bekannt, bei denen die dem Verbraucher zugeführte Leistung durch Steuergeräte eingestellt werden kann, die an einer oder mehreren unterschiedlichen Stellen fern vom Leistungssteller eingebaut sein können. Die Steuergeräte sind im typischen Fall mit dem Steuergerät unter Benutzung von zwei oder drei elektrischen Drähten in dem Aufbau verbunden, in dem das Laststeuersystem benutzt wird. Bei einer moderneren Version derartiger Systeme wird die Steuerung zwischen unterschiedlichen Stellen unmittelbar nach Betätigung eines Steuerschalters übertragen, nachdem ein Steuerschalter betätigt wird, ohne daß der Benutzer zusätzliche Arbeiten durchführen müßte (vgl. beispielsweise US-PS 46 89 547).

Um eine größere Flexibilität für den Benutzer zu schaffen und um die Möglichkeit zu schaffen, ein solches Laststeuersystem ohne Abwandlung bestehender Verdrahtungssysteme in dem Aufbau einbauen zu können, wurden Laststeuersysteme so modifiziert, daß drahtlose Fernsteuergeräte benutzt wurden. So wird beispielsweise bei einem bekannten Lichtstellsystem ein Leistungssteuergerät-Empfänger und ein Fernsteuersender benutzt, um ein Steuersignal durch Funk, Infrarot, Ultraschall oder Mikrowelle nach dem Leistungssteuer- Empfänger zu übertragen. Bei einem solchen System ist es nur möglich, einen Lichtpegel mit einer vorbestimmten fixen Rate anzuheben oder abzusenken, und es ist nicht möglich, einen bestimmten Lichtpegel entweder direkt über den Sender oder ein Stellglied am Steuergerätempfänger einzustellen, der über einen kontinuierlichen Bereich arbeitet. Es gibt auch keine visuelle Anzeige des gewählten Lichtpegels am Sender oder Steuergerätempfänger. Bei derartigen Systemen besteht eine Verzögerung von zwei bis zehn Sekunden im typischen Fall zwischen Betätigung des Senders und Einstellen des gewünschten Lichtpegels.

Insbesondere am höheren Ende des Bereichs begrenzt diese Verzögerung die kommerzielle Anwendbarkeit derartiger Systeme.

Alternativ sind Laststellsysteme bekannt geworden, die drahtlose Fernsteuerungen umfassen, wobei der gewünschte Lichtpegel augenblicklich bei Betätigung des Fernsteuergerätes erreicht wird. Unglücklicherweise ermöglichen diese Systeme nur die Wahl von drei oder vier Lichtpegeln, die vorher am Leistungssteuergerät-Empfänger programmiert waren. Gewöhnlich ist es nicht möglich, einen Wert aus einem kontinuierlichen Bereichswert entweder über den Sender oder ein Stellglied auszuwählen, das über einen kontinuierlichen Bereich am Steuergerät- Empfänger einstellbar ist.

Bei den Systemen, die Radiowellen zur Steuersignal- Übertragung benutzen, ist der Sender häufig größer, als es kommerziell erwünscht ist, um es dem Radio- Übertragungssystem anzupassen, und häufig muß eine Antenne vom Steuergerät-Empfänger herunterhängen.

Fernsteuersysteme sind häufig in Fernsehgeräten eingebaut. Bei diesen Geräten muß im typischen Fall ein Schalter am Sender in gedrückter Lage gehalten werden, bis der gewünschte Leistungspegel, beispielsweise die Lautstärke, erreicht ist, wobei im typischen Fall eine Zeitverzögerung zwischen Niederdrücken des Schalters und Erreichen des gewünschten Leistungspegels vorhanden ist. Modellflugzeuge werden im typischen Fall durch Funkfernsteuerung gesteuert, wobei ein Steuersignal im typischen Fall kontinuierlich während der Arbeitsweise des Flugzeugs abgestrahlt wird. Es ist jedoch möglich, das Steuersignal aus einem im wesentlichen kontinuierlichen Bereich von Werten auszuwählen.

Allgemein führt bei bekannten drahtlosen Fernsteuersystemen eine Änderung im Leistungseingang des Verbrauchers nicht im wesentlichen augenblicklich zur Einstellung des Fernsteuersenders, mit den oben erwähnten Ausnahmen. Auch haben die bestehenden Systeme im typischen Fall keine Stelleinrichtungen, weder am Sender noch am Empfänger, und es sind keine Mittel vorhanden, um die Steuerung jeweils entweder vom Sender oder vom Empfänger unmittelbar nach Betätigung des Stellantriebs durchzuführen. Bestehende Systeme weisen auch keinen Antrieb auf, der über einen kontinuierlichen Bereich entweder vom Sender oder vom Empfänger aus betätigbar ist, um aus einem im wesentlichen kontinuierlichen Bereich von Pegeln eine bestimmte Leistung einem Verbraucher zuzuführen.

Bei der Beschreibung des Bereichs eines Empfängers ist es nützlich, die Empfangsstrahlbreite zu berücksichtigen. Die Strahlbreite bestimmt das maximale Winkelansprechen des Empfängers. Die Strahlbreite kann in irgendeiner Ebene gemessen werden, die den Empfänger schneidet, aber meist sind Vertikalebene oder Horizontalebene am zweckmäßigsten. Wie erwähnt, mißt die Strahlbreite den eingeschlossenen Winkel, in dem der Bereich größer als 20% des maximalen Bereiches ist.

Die bekannten Systeme streben im allgemeinen eine Maximierung der Strahlbreite in allen Ebenen an. Die meisten an der Wand montierten drahtlosen Fernsteuersysteme arbeiten jedoch in einem relativ begrenzten Bereich, weil Begrenzungen durch die Decke und den Boden vorhanden sind. Daher führt eine große vertikale Strahlbreite nicht zu einem wesentlichen Ansteigen des nützlichen Bereichs, und es können Interferenzen mit an der Decke montierten Lichtquellen auftreten.

Ein Hauptziel der Erfindung besteht darin, ein drahtloses Fernsteuersystem zu schaffen, welches eine drahtlose Fernsteuervorrichtung besitzt, wobei die einem Verbraucher zugeführte Leistung über einen kontinuierlichen Bereich von Werten augenblicklich mit Betätigung des Stellgliedes der Stellvorrichtung eingestellt werden kann, wobei das Steuersignal nicht kontinuierlich abgestrahlt zu werden braucht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein drahtloses elektrisches Fernsteuersystem zu schaffen, welches ein Leistungsstellglied, einen Empfänger, eine Steuerstation und einen Sender aufweist, die derart ausgebildet sind, daß bei Betätigung des Stellgliedes an der Einstellstation oder am Sender eine Steuerung augenblicklich entweder durch die Steuerstation oder durch den Sender erlangt werden kann, ohne daß es erforderlich wäre, weitere Einstellungen durchzuführen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein fernsteuerbares Leistungsstellsystem zu schaffen, welches einen Sender und einen in der Wand angeordneten Steuerempfänger aufweist, wobei ein Betätigungsglied über einen kontinuierlichen Bereich einstellbar ist und ein Stellglied so ausgebildet ist, daß die dem Verbraucher zugeführte Leistung entweder durch das Stellglied an dem Wandsteuerempfänger oder ein Stellglied am Sender eingestellt werden kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein fernsteuerbares Leistungsstellsystem mit einem Sender und einem in der Wand eingebauten Steuerempfänger zu schaffen, der ein Stellglied aufweist, das über einen kontinuierlichen Bereich einstellbar ist, wobei ein Leistungsstellglied so ausgebildet ist, daß bei Betätigung entweder des Stellgliedes am Wandsteuerempfänger oder eines Stellgliedes am Sender eine Steuerung durch den Wandsteuerempfänger oder den Sender augenblicklich erlangt werden kann, ohne daß es notwendig wäre, zusätzliche Betätigungen durchzuführen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein fernsteuerbares Leistungsstellsystem zu schaffen, welches einen Sender und einen Wandsteuerempfänger mit einem Stellglied aufweist, welches über einen kontinuierlichen Bereich einstellbar ist, wobei ein Leistungseinsteller so ausgebildet ist, daß die dem Verbraucher zugeführte Leistung im wesentlichen über einen kontinuierlichen Bereich von Pegeln eingestellt werden kann, und zwar entweder durch Handbetätigung des Stellgliedes am Wandsteuerempfänger oder eines Stellgliedes am Sender.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein fernsteuerbares Leistungseinstellsystem zu schaffen, welches einen Sender und einen Wandsteuerempfänger mit einer Linse, einem Detektor und einem Leistungssteuerglied aufweist, wobei die Linse so angeordnet ist, daß sie den ausnutzbaren Bereich maximiert und Störungen von an der Decke montierten Lichtquellen und anderen Lichtquellen vermindert.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung allgemein eine neuartige drahtlose Fernsteuerung für ein Dimmer-System vor, um den Wechselstrom nach einem Verbraucher einzustellen. Das System weist ein Leistungsstellglied auf, um die der Last zugeführte Leistung gemäß einem Steuersignal einzustellen, welches von einem Empfänger von einem fernliegenden Sender empfangen wurde, der mit dem Empfänger nicht verdrahtet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird unmittelbar nach Einstellung des Stellgliedes, beispielsweise eines Stellschlittens, der mit einem Potentiometer des fernen Senders gekoppelt ist, ein Steuersignal nach dem Empfänger gesandt und die Information, die in dem Signal enthalten ist, hängt von der Einstellung des Stellschiebers ab. Die Manipulation des Stellschiebers kann durch Benutzung von Schaltern festgestellt werden, wie dies im folgenden beschrieben wird, oder gemäß der Berührung einer Steuerplatte, oder durch Benutzung eines Näherungsdetektors, der durch Unterbrechung oder Reflexion eines Strahls oder auf sonstige Weise betätigt wird. Der Empfänger benutzt dieses Signal, um unmittelbar die Leistung, die dem Verbraucher über den Leistungssteller zugeführt wird, einzustellen, beispielsweise dadurch, daß Austastsignale einer Leistungsvorrichtung, beispielsweise einem Triac, zugeführt werden, welches mit der Spannungsquelle und der einzustellenden Last verbunden ist. Die Einstellung des Dimmer-Betätigungsgliedes bewirkt daher eine augenblickliche Echtzeitänderung im Ausgang der Last.

Statt dessen kann ein mit einem Schiebeabgriff betätigbares Potentiometer benutzt werden, um den gewünschten Lichtpegel einzustellen, und dann wird ein Schalter betätigt, um das Steuersignal vom Sender nach dem Empfänger abzustrahlen. Dies ermöglicht eine Voreinstellung des gewünschten Lichtpegels über einen im wesentlichen kontinuierlichen Bereich von Werten. Die Schaltvorrichtung kann augenblicklich einen Schalter schließen oder kann gemäß der Berührung einer Steuerplatte, durch Unterbrechen oder durch Reflexion eines Strahls oder auf andere Weise betätigt werden. Der Schnellschlußschalter kann am Stellglied des Schiebers oder unabhängig von diesem gelagert sein.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Ausgangslichtpegel direkt auf die Einstellung des Potentiometerschleifers bezogen, und es besteht dann eine visuelle Rückkopplung am Sender im Hinblick auf den gewählten Lichtpegel.

Eine Verbesserung der Erfindung kann dadurch erreicht werden, daß eine graduelle Änderung zwischen dem voreingestellten Lichtpegel und dem gewünschten Lichtpegel erzeugt wird, nachdem der gewünschte Lichtpegel am Sender gewählt wurde, d. h. es kann ein Abklingen erfolgen. Bekannte Systeme zum Anheben und Absenken des Lichtpegels haben eine graduelle Änderung zwischen dem voreingestellten und dem gewünschten Lichtpegel, und diese kann nicht zu schnell erfolgen, damit nicht das System so eingestellt wird, daß ein gewünschter Ausgang auf zu schwierige Weise oder zu langsam erzeugt wird. Die Abklingzeit kann in dem erfindungsgemäßen System durch den Benutzer innerhalb weiter Grenzen geändert werden.

Es kann außerdem ein Potentiometer mit einem Schleifer in der Steuerstation vorgesehen werden, um alternativ die dem Verbraucher durch das Leistungsstellglied zugeführte Leistung zu ändern. In einem solchen Falle kann das System so ausgebildet werden, daß die Steuerung entweder zwischen dem Steuerstation-Gleitbetätigungsglied und dem Sendergleitbetätigungsglied nur durch den Benutzer übertragen werden kann, beispielsweise durch Betätigung eines Tastschalters, der dem Gleiter im Sender zugeordnet ist, oder durch Manipulation des Gleiters im Sender und ohne zusätzliche Bedienung durch den Benutzer.

Eine gleiche Steuerung kann zwischen dem Sender- Schleifbetätigungsglied und dem Gleitbetätigungsglied der Steuerstation vorgenommen werden, indem ein Schalter an der Steuerstation betätigt wird, oder indem nur das Gleitbetätigungsglied der Steuerstation manipuliert wird.

Der Empfänger kann an der Wand oder an der Decke angebracht werden, oder er kann Teil der Wand, der Decke oder der Tischlampe oder Bodenlampe sein. Statt dessen kann der Empfänger mit dem Leistungssteuerglied kombiniert und/oder an einer Leitung befestigt sein, um in eine Steckdose eingesteckt zu werden und um benutzt zu werden, um einen elektrischen Auslaß zu steuern, in den der Lampenstecker eingesteckt wird.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Empfänger, Steuerstation und Leistungsstellglied in einem fernsteuerbaren Wandkastendimmer kombiniert. Das System weist einen Sender und einen in der Wand angeordneten Steuerempfänger mit einem Stellglied auf, das über einen kontinuierlichen Bereich einstellbar ist, während ein Leistungsstellglied die der Last zugeführte Leistung gemäß der Einstellung des Betätigungsgliedes im Wandsteuerempfänger oder eines Betätigungsgliedes am Sender einstellt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird unmittelbar nach Betätigung des Stellgliedes am Sender, beispielsweise des Einstellschiebers, der mit einem Potentiometer gekoppelt ist, ein Steuersignal nach dem Wandsteuerempfänger abgestrahlt, wobei die im Signal enthaltene Information von der Einstellung des Einstellschiebers abhängt. Der Wandsteuerempfänger benutzt dieses Signal, um sogleich die Leistung einzustellen, die dem Verbraucher geliefert wird, indem beispielsweise ein Bereich in den Gattersignalen einer Leistungsstellvorrichtung, beispielsweise einem Triac, geliefert wird, der zwischen der Spannungsquelle und dem Verbraucher liegt. Zusätzlich kann das Betätigungsglied am Wandsteuerempfänger auch die Leistung unmittelbar bei Betätigung einstellen, die dem Verbraucher zugeführt wird. Die Manipulation eines jeden Stellgliedes kann unter Benutzung von Schaltern festgestellt werden, wie dies nachstehend beschrieben wird, oder gemäß der Berührung einer Steuerplatte oder durch Benutzung eines Näherungsdetektors, der durch Unterbrechen oder durch Reflexion eines Strahls oder auf sonstige Weise betätigt wird. Daher bewirkt eine Einstellung des Stellgliedes am Wandsteuerempfänger oder am Sender eine augenblickliche Echtzeitänderung im Ausgang nach dem Verbraucher. Statt dessen kann das Senderstellglied einen Druckknopf oder einen kapazitiven Berührungsschalter oder einen druckbetätigten Membranschalter aufweisen.

Statt dessen kann der Wandsteuerempfänger einen Druckknopfschalter aufweisen, der abwechselnd den Verbraucher an Spannung legt, und zwar mit einer Leistung, die durch das Stellglied betätigt wird, oder der den Verbraucher abschaltet. Vorzugsweise ist der Druckknopfschalter ein Druckknopftaster; jedoch könnte es auch ein Druckknopfschalter oder ein kapazitiver Berührungsschalter oder ein druckbetätigter Membranschalter oder ein anderer Schalter sein. Der Sender weist vorzugsweise einen Druckknopfschalter auf, der abwechselnd Spannung an den Verbraucher anlegt oder abschaltet, und zwar mit einem Leistungspegel, der durch die Einstellung bestimmt wird. So wird die Leistung nach dem Verbraucher an- und abgeschaltet, wenn der Druckknopfschalter entweder im Wandsteuerempfänger oder im Sender betätigt wird, und der Leistungspegel, der dem Verbraucher zugeführt wird, wird durch Betätigung des Stellgliedes am Wandsteuerempfänger eingestellt.

Statt dessen kann der Wandsteuerempfänger unabhängig die Leistung nach mehreren Verbrauchern steuern. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel umfaßt der Wandsteuerempfänger allgemein eine Vielzahl von Stellgliedern, beispielsweise Potentiometerschleifern. Der Sender kann ein Betätigungsglied aufweisen, welches über einen kontinuierlichen Bereich einstellbar ist, beispielsweise ein Schiebepotentiometer, um gleichzeitig die allen Verbrauchern zugeführte Leistung einzustellen. Statt dessen kann der Sender eine Vielzahl von Druckknopfschaltern aufweisen, um aus einer Vielzahl voreingestellter Leistungseinstellungen jene Leistung auszuwählen, die jeder Last zugeführt wird.

Alternativ kann das Stellglied am Wandsteuerempfänger ein einstellbares Gleitbetätigungsglied aufweisen, welches so manipuliert werden kann, daß die der Last zugeführte Leistung eingestellt wird, wobei der einstellbare Gleitschieber sich auch gemäß eines abgestrahlten Steuersignals vom Sender bewegt, der ebenso die Leistung bestimmt, die dem Verbraucher zugeführt wird.

Statt dessen kann der Wandsteuerempfänger eine Empfangslinse aufweisen, die am beweglichen Stellglied angeordnet und mit diesem beweglich ist, wobei dieses Stellglied ein Schieber, ein Drehknopf, ein Druckknopf usw. sein kann. Ein hinter der Linse angeordneter Detektor empfängt ein vom Sender abgestrahltes Steuersignal und bewegt sich vorzugsweise in gleichem Maße wie das bewegliche Stellglied. Vorzugsweise ist der Detektor elektrisch mit dem Leistungsstellglied über einen flexiblen Leiter verbunden. Vorzugsweise ist das bewegliche Stellglied vom Wandsteuerempfänger entfernbar, um eine Installation und eine Reinigung sowie einen Austausch zu ermöglichen.

Statt dessen kann der Wandsteuerempfänger eine Empfangslinse auf einer Öffnung aufweisen, und es ist ein Detektor hinter der Empfangslinse angeordnet, wobei die Empfangslinse sich von der Öffnung nach dem Detektor derart erstreckt, daß nur ein minimaler offener Raum (Luftspalt) zwischen der Empfängerlinse und dem Detektor verbleibt, und die Empfängerlinse nimmt im wesentlichen den Raum zwischen dem Detektor und der Öffnung ein. Um Reflexionssignalverluste zu vermindern, kann zweckmäßigerweise ein optisch durchsichtiges Klebemittel den Detektor mit der Linse verbinden, oder die Empfängerlinsenoberfläche, die dem Detektor zugewandt ist, könnte entweder zylindrisch oder sphärisch gekrümmt sein und einen Krümmungsmittelpunkt aufweisen, der im Zentrum des Detektors liegt.

Das Stellglied am Wandsteuerempfänger kann unter anderem ein Gleitschieber sein, der ein Potentiometer steuert, oder es kann ein Drehpotentiometer oder ein durch Druck betätigter Stellungssensor benutzt werden. Ein Ausführungsbeispiel eines druckbetätigten Stellungssensors ist als druckbetätigter Spannungsteiler in der US-PS 38 95 288 beschrieben. Ein druckbetätigter Stellungssensor kann auch ein Membranpotentiometer sein, wie dieses von Spectra Symbol, Salt Lake City, Utah, unter der Bezeichnung "Soft Pot" hergestellt wird. Zweckmäßigerweise ist das Stellglied vom Wandsteuerempfänger abnehmbar, oder das Stellglied kann eine optisch durchlässige Linse aufweisen, um ein Strahlungssteuersignal zu empfangen, oder das Stellglied kann selbst optisch durchlässig sein.

Der Sender kann in der Hand gehalten oder an der Wand montiert werden. In beiden Fällen kann er durch eine Batterie oder vom Netz gespeist werden.

Der Sender kann ein Betätigungsglied aufweisen, welches über einen kontinuierlichen Bereich einstellbar ist, wobei die einer Last zugeführte Leistung der Einstellung des Stellgliedes entspricht. Statt dessen kann der Sender einen Druckknopf, einen kapazitiven Berührungsschalter oder einen druckbetätigten Membranschalter aufweisen, um abwechselnd die Spannung ab- und anzuschalten. Statt dessen kann der Sender zwei Druckknöpfe aufweisen, um entweder die dem Verbraucher zugeführte Leistung zu erhöhen oder zu vermindern.

Vorzugsweise sendet der drahtlose Sender ein Steuersignal unmittelbar nach Betätigung eines Stellgliedes des Senders aus und setzt die Übertragung während einer Zeitdauer nach Freigabe des Stellgliedes fort, um das decodierte Signal auslaufen zu lassen.

Das abgestrahlte Steuersignal, welches vom Sender geliefert wird, kann ein infrarotes Signal sein, es kann ein Radiowellensignal, ein Ultraschallsignal usw. sein. Vorzugsweise ist das abgestrahlte Steuersignal digital decodiert, jedoch kann es auch impulsbreitenmoduliert sein oder einer Amplitudenmodulation oder einer Frequenzmodulation unterworfen werden oder dergleichen.

Die Erfindung ermöglicht daher eine Einstellung der einem Verbraucher zugeführten Leistung, im typischen Fall einer elektrischen Lampe, von einer Stelle aus, wo der Sender angeordnet ist, und zwar drahtlos über die Funkverbindung mit einem Empfänger. Da der Sender nicht mit dem Empfänger verdrahtet ist, kann das System leicht in bestehende Installationen eingebaut werden, ohne daß extensive Verdrahtungen erforderlich wären.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches einen Überblick über das erfindungsgemäße Steuersystem gibt,

Fig. 2A ein Blockschaltbild, welches eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Senders erkennen läßt,

Fig. 2B ein Blockschaltbild, welches eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Senders erkennen läßt,

Fig. 3 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Empfängers,

Fig. 4 eine schematische Schaltungsdarstellung des Senders gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2B,

Fig. 5 ein Schaltbild eines Empfängers gemäß Fig. 3,

Fig. 6 ein Blockschaltbild, welches das Leistungsstellglied gemäß der Erfindung erkennen läßt,

Fig. 7A ein Blockschaltbild der Steuerstation nach der Erfindung,

Fig. 7B ein Schaltbild der Steuerstation nach der Erfindung,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der mechanischen Aspekte eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Senders gemäß der Erfindung,

Fig. 9A eine perspektivische Ansicht der mechanischen Aspekte einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Empfängers,

Fig. 9B eine perspektivische Ansicht der mechanischen Aspekte einer bevorzugten Ausführungsform der Steuerstation nach der Erfindung,

Fig. 10 eine Draufsicht auf ein abgewandeltes Linearpotentiometer, welches in Verbindung mit dem Sender nach der Erfindung benutzbar ist,

Fig. 11 ein Blockschaltbild, welches einen Überblick über ein abgewandeltes Leistungssteuersystem der Erfindung gibt,

Fig. 12 ein Blockschaltbild des Wandsteuerempfängers nach der Erfindung,

Fig. 13 eine Schaltung des Wandsteuerempfängers nach der Erfindung,

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Wandsteuerempfängers nach der Erfindung,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer abgewandelten bevorzugten Ausführungsform des Wandsteuerempfängers nach der Erfindung,

Fig. 16 ein Strahldiagramm eines bekannten optischen Systems,

Fig. 17 ein Strahldiagramm eines Breitstrahlsystems nach der Erfindung,

Fig. 18 ein Strahldiagramm eines optischen Systems bekannter Art, welches die Reflexionsverluste erkennen läßt,

Fig. 19 ein Strahldiagramm eines erfindungsgemäßen Optiksystems mit geringer Reflexion,

Fig. 20 ein Strahldiagramm eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines optischen Systems nach der Erfindung mit geringer Reflexion,

Fig. 21 einen Vertikalschnitt eines Einstellschiebers mit Linse und Empfänger im Wandsteuerempfänger nach Fig. 14.

In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Ein Ausführungsbeispiel der drahtlosen Fernsteuerung des Leistungsstellsystems nach der Erfindung geht aus Fig. 1 hervor. Dieses System weist einen Sender 20, im typischen Fall einen Infrarotsender, und einen Empfänger 60 hierfür auf. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 umfaßt auch eine Steuerstation 10 und einen Leistungssteller 12. Die Steuerstation 10, der Empfänger 60 und der Leistungssteller 12 sind im typischen Fall durch eine vieradrige Leitung verbunden, welche beispielsweise eine +24-V-Leitung, eine Erdleitung, eine Analogsignalleitung 93 und eine Befehlsleitung 95 aufweist.

Wie in Fig. 2A beschrieben, weist der Sender 20 eine Gleichstromquelle 24, im typischen Falle eine 9-V-Batterie, auf, die zwischen Erde von Sender und eine Seite des Schalters 26 gelegt ist. Letzterer ist vorzugsweise ein einpoliger Arbeitskontakt mit einem Drucktaster, der im Schließzustand dazu dient, die Spannungsquelle 24 mit der Schaltung 28 zu verbinden. Diese Schaltung 28 liefert eine stabile geregelte Spannung und kann verwirklicht werden durch ein IM 2931Z IC, welches von National Semiconductor Corporation hergestellt wird.

Die Leistungsausgangsleitung 30 der Schaltung 28 ist mit einem Ende einer Widerstandsimpedanz 32 eines Schleifpotentiometers 34 verbunden, dessen anderes Ende an Erde gelegt ist. Die Leistungsleitung 30 ist außerdem so geschaltet, daß der erforderliche Leistungseingang einem Analog/Digital-Wandler 36, einem Digitaldecoder 38, einem Trägerfrequenzoszillator 46 und einem Verstärker 48 zugeführt wird. Alle diese letztgenannten Schaltungselemente sind mit der Sender-Erdleitung verbunden.

Es ist ein Analog/Digital-Wandler 36 vorgesehen, um das Analogsignal in einen parallelen digitalen Ausgang umzuwandeln. Im typischen Fall besteht dieser Wandler aus einer integrierten Schaltung ADC0804, hergestellt von National Semiconductor Corporation. Der Analogeingang 40 des Konverters 36 ist mit einem manuell betätigbaren Schleifer 42 des Potentiometers 34 verbunden. Der Schleifer 42 ist ein herkömmlicher Potentiometerschleifer, der sich linear oder längs eines gekrümmten Pfades in Berührung mit einem Widerstand 32 bewegt. Durch Einstellung des Schleifers 42 wird der Widerstand des Potentiometers 34 über eine Reihe kontinuierlicher Werte geändert. Der parallele digitale Ausgang 44 des Wandlers 36 wird als Dateneingang einem Decoder 38 zugeführt, und dieser kann aus einem IC MC145026 bestehen, das von der Motorola Corporation hergestellt wird und seriell decodierte Daten erzeugt. Der Datenausgang des Decoders 38 ist an den Dateneingang eines Trägerfrequenzoszillators 46 angeschlossen, und dies kann beispielsweise ein IC der Gattung ICM7556 sein, wie es von Intersil, Inc., Cupertino, Kalifornien, hergestellt wird.

Der Ausgang des Oszillators 46 ist an die Kathode eines ersten Paares von in Reihe geschalteten, Infrarotlicht emittierenden Dioden 50 und 52 über einen Verstärker 48 angeschlossen. Die Anode der Diode 52 ist mit der positiven Klemme der Spannungsquelle 24 verbunden. Indem ein Schalter 26 auf dem Stellglied des Potentiometerschleifers 42 angebracht wird, kann der Sender in zwei verschiedenen Arbeitsweisen betrieben werden, nämlich mit Nachführung und mit Voreinstellung, wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Senders ist, wie in Fig. 2B dargestellt, der Schalter 26 weggelassen, und die Spannungsquelle 24 ist mit dem Eingang der Schaltung 28 über zwei parallele einpolige federbelastete Arbeitskontakte 54 und 56 verbunden, die als Druckknopfschalter ausgebildet sind. Letztere sind, wie durch die strichlierte Linie angedeutet, mechanisch mit dem Schleifer 42 verbunden, so daß einer der Schalter augenblicklich geschlossen wird, während der Schleifer in einer Richtung bewegt wird, während der andere Schalter augenblicklich geschlossen wird, wenn der Schleifer in Gegenrichtung bewegt wird. Demgemäß wird durch Bewegung des Schleifers in irgendeiner Richtung der eine oder der andere der Schalter geschlossen, wodurch die Schaltung 28 an Spannung gelegt und dem Analog/Digital-Wandler 36 das entsprechende Analogsignal zugeführt wird. Einzelheiten eines Schaltmechanismus, der für die Schalter 54 und 56 geeignet ist, sind in der US-PS 46 89 547 beschrieben.

Der Empfänger 60 (Fig. 3) ist in einem Gehäuse untergebracht, das im typischen Fall in oder an der Wand oder an der Decke (Fig. 9A) angebracht wird, jedoch kann das Gehäuse auch freistehend als Teil der Leistungsstellschaltung angebracht werden.

Der Empfänger 60 weist eine Stromversorgung 62 auf, deren Eingang an eine Spannungsquelle von 24 V effektiv angeschlossen ist. Es sind Gleichspannungsausgänge von 24 V, 5,6 V (geregelt) und 5,0 V (ungeregelt) vorgesehen. Der 24-V-Gleichspannungsausgang der Stromversorgung 62 ist als Eingang an eine Steuerstufe 90 angelegt. Der 5,6-V-Gleichspannungsausgang der Stromversorgung 62 ist an die Decodierstufe 84 angeschlossen. Der 5,0-V- Gleichspannungsausgang der Stromversorgung 62 ist mit einer Verstärker/Demodulator-Schaltung 80 A/80 B und einer Empfängerdiode und einem abgestimmten Filterkreis 82 verbunden.

Von einer Empfängerdiode oder Empfängerdioden werden Infrarotsignale empfangen und unter Benutzung einer abgestimmten Schaltung in dem Empfängerdioden-Filterkreis 82 ausgewählt. Der Ausgang der Empfängerdiode ist ein serielles Digitalsignal, welches einen Träger moduliert. Es ist mit dem Eingang des Verstärkers 80 A verbunden und der Ausgang des Verstärkers 80 A ist an den Eingang der Demodulatorschaltung 80 B angeschlossen. Der Ausgang des Demodulators 80 B ist ein serielles Digitalsignal, das an die Signaleingangsklemme der Decoderschaltung 84 angeschlossen ist. Die Verstärkerschaltung 80 A und die Demodulatorschaltung 80 B können von einem IC der Gattung TDA 3047 gebildet werden, das von Signetics hergestellt wird.

Die Empfängerdiode ist zweckmäßigerweise in einem Gehäuse in oder an der Wand oder an der Decke in der Weise angebracht, daß sie Signale aus einem möglichst weiten Richtungsbereich aufnehmen kann.

Die Decodierschaltung 84 wandelt ein serielles Digitalsignal, das der Eingangsklemme zugeführt wird, in ein paralleles Digitalsignal am Signalausgangsbus 86 und in ein Signal um, das der Schaltung 90 zugeführt wird, um zu gewährleisten, daß eine richtige Signalübertragung stattgefunden hat. Eine geeignete Schaltung hierfür ist als Chip verfügbar, der unter der Bezeichnung MC 145029 von Motorola hergestellt wird. Der Signalausgangsbus 86 ist mit der Signaleingangsklemme eines Digital/Analog- Wandlers 88 verbunden. Eine die richtige Signalübertragung angebende Ausgangsleitung 91 ist an den Steuereingang der Befehlsstufe 90 angeschlossen. Der Signalausgang des Digital/Analog-Wandlers 88 ist mit einem Schalter in der Befehlsstufe 90 verbunden. Wenn das Kontrollsendeausgangssignal auf der Leitung 91 logisch Eins wird, dann schließt der Schalter und das Analogausgangssignal tritt auf der Ausgangsleitung 93 auf. Die Befehlsleitung 95 ist an einen zweiten Steuerausgang der Befehlsstufe 90 angeschlossen. Wenn das Signal hier logisch Null wird, dann öffnet der Schalter in der Steuerstufe 90 und das Analogausgangssignal wird von der Ausgangsleitung 93 weggenommen.

Wenn der Sender gemäß Fig. 2A in Betrieb und der Schalter 26 geschlossen ist, bleibt der Sender an Spannung wenigstens so lange wie der Schalter 26 niedergedrückt ist. Während dieser Zeit wird das Analogsignal, welches durch die Lage des Schleifers 42 im Potentiometer 34 bestimmt wird, durch den Analog/Digital-Wandler 40 in digitale Signale in Form paralleler Bits umgeformt, die am Bus 44 verfügbar sind. Die Codierstufe 38 dient zur Codierung der parallelen Bits des digitalen Signals in ein einziges seriell codiertes Datensignal, wodurch eine Unempfindlichkeit gegenüber Störungen an der Empfängerseite gewährleistet wird. Das seriell codierte Datensignal wird einem Oszillator 46 zugeführt, um die vom Oszillator erzeugte Frequenz in der Amplitude zu modulieren. Diese Modulation soll ein hohes Signal/Stör- Verhältnis für den Infrarotempfang am Empfänger gewährleisten, wie dies später beschrieben wird. Das Tastverhältnis der Trägerfrequenzschwingungen beträgt etwa 20%, um den Leistungsbedarf zu verringern. Das amplitudenmodulierte Signal vom Oszillator 46 wird dann im Verstärker 48 verstärkt, um die Leuchtdioden 50 und 52 zu erregen. Die integrierten Schaltungschips und das gewählte Modulationsschema gewährleisten einen sehr niedrigen Leistungsbedarf, es ist jedoch klar, daß auch andere integrierte Schaltungen und andere Modulationsschemen benutzt werden können.

Die Schaltung nach Fig. 2A kann auf zweierlei Weise benutzt werden. Bei der ersten Arbeitsweise, die als "Nachführ-Arbeitsweise" bezeichnet wird, hält man einfach den Schalter 26 gedrückt und stellt den Schleifer 42 am Potentiometer 34 ein. Der sich so ergebende Lichtpegel ändert sich proportional zur Einstellung des Potentiometers und liefert eine Steuerung über die dem Verbraucher zugeführte Leistung im wesentlichen augenblicklich mit der Einstellung des Schiebers relativ zur Impedanz 32. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform, die als "Voreinstell-Arbeitsweise" bezeichnet werden soll, kann zunächst das Potentiometer eingestellt werden, und es kann dann kurzzeitig der Schalter 26 geschlossen werden. Das Schließen des Schalters 26 bewirkt dann augenblicklich einen Leistungsfluß nach dem Verbraucher mit einem Pegel, der durch die Lage des Potentiometerschleifers bestimmt wird.

Wenn von der Infrarotempfängerdiode 82 ein Infrarotsignal vom Sender 20 empfangen wird, dann wird dieses in ein elektrisches Signal durch die Diode umgewandelt und dem Eingang des Vorverstärkers 80 zugeführt. Letzterer wählt das Signal mit der gewünschten Trägerfrequenz und bewirkt eine Amplitudendemodulation der Trägerfrequenz, und es wird das demodulierte Signal verstärkt, um das seriell codierte Signal zu erhalten, das vom Sender 20 abgestrahlt wurde. Das seriell codierte Signal wird dann dem Eingang des Decoders 84 zugeführt. Um zu gewährleisten, daß die zu decodierenden Daten richtig sind, schließt die Decoderstufe 84 vorzugsweise in bekannter Weise Zeitglieder ein, die so eingestellt werden, daß eine Anpassung an die seriell codierten Daten erreicht wird, die von den Dioden 50 und 52 abgestrahlt werden. Wenn zwei aufeinanderfolgende gültige Datenworte vom Vorverstärker 80 empfangen werden, liefert die Decodierstufe 84 ein Decodiersignal und schickt es auf die Leitung 91. Außerdem wird der Decodierausgang, der ein Digitalsignal mit parallelen Bits darstellt, innen verklinkt und dem Bus 86 zugeführt. Dann wird dieses Parallelsignal in dem Digital/Analog-Wandler 88 in ein Analogsignal umgeformt, das den Signaleingängen des Schalters 90 zugeführt wird. Weil der Decodierausgang verklinkt ist, braucht die Digital/Analog-Umwandlung nicht synchron zu erfolgen.

Durch ein Freigabesignal auf der Leitung 91 wird der Zustand der Schalter in der Schaltstufe 90 zurückgesetzt, so daß der Ausgang der Digital/Analog-Wandlerstufe 88 an eine Analogsignalleitung 93 der Schaltvorrichtung 90 angeschlossen wird.

Das Freigabesignal auf der Leitung 91 kann auch benutzt werden, um ein Signalempfangs-Anzeigelicht zu erzeugen, was insbesondere dann nützlich ist, wenn der zu steuernde Verbraucher vom Empfänger entfernt liegt.

Die Arbeitsweise des Senders gemäß Fig. 2B ist der Arbeitsweise des Senders nach Fig. 2A in der "Nachführungs-Betriebsart" ähnlich. Der Unterschied besteht darin, daß entweder der Schalter 54 oder der Schalter 56 automatisch geschlossen wird, wenn der Schleifer 42 bewegt wird, so daß die Bedienungsperson nur den Schleifer 42 in der gewünschten Richtung zu verstellen braucht, um das jeweilige Signal abzustrahlen. Es besteht keine Notwendigkeit, einen weiteren Schalter zu betätigen.

Das Ausführungsbeispiel des Senders 20 gemäß Fig. 4 weist eine Gleichspannungsquelle 24 auf, die mit der Systemerde und der Anode einer Schutzdiode 304 verbunden ist. Die Kathode der Diode 304 ist an den Emitter eines Transistors 301 angeschaltet. Der Kondensator 302 ist parallel zur Spannungsquelle 24 und der Diode 304 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 301 ist mit der Eingangsklemme des Spannungsreglers 306 verbunden. Die Basis des Transistors 301 ist über einen Widerstand 305 mit dem Kollektor des Transistors 303 verbunden, und der Emitter ist geerdet. Die Basis des Transistors 303 ist an die jeweiligen Klemmen von Widerstand 308 und Widerstand 310 angeschaltet. Die andere Klemme des Widerstandes 308 ist geerdet und die andere Klemme des Widerstandes 310 ist mit einem Anschluß des Kondensators 307 und den Schaltern 54 und 56 verbunden. Die anderen Klemmen der Schalter 54 und 56 sind mit dem Emitter des Transistors 301 verbunden. Der andere Anschluß des Kondensators 307 ist mit dem Kollektor des Transistors 301 verbunden. Die Bezugsklemme des Spannungsreglers 306 ist geerdet. Die Ausgangsklemme des Spannungsreglers 306 ist an die Ausgangsleitung 30 angeschlossen. Der Kondensator 312 liegt zwischen der Spannungsausgangsleitung 30 und Erde.

Die Ausgangsleitung 30 der Spannungsquelle ist an ein Ende der Impedanz 32 eines Schleiferpotentiometers 34 angeschlossen, dessen anderes Ende geerdet ist. Die Ausgangsleitung 30 ist außerdem mit dem Pin 16 einer digitalen Codierstufe 328, mit dem Pin 20 eines Analog/Digital-Wandlers 330 und dem Pin 14 der Oszillatorstufe 342 verbunden.

Ein manuell betätigbarer Schleifer 42 des Potentiometers 34 ist am Pin 6 des Analog/Digital-Wandlers 330 an den Spannungseingang angeschlossen. Der Widerstand 314 liegt zwischen dem Takteingang R am Pin 19 und dem Takteingang IN am Pin 4 des Konverters 330. Ein Zeitgeberkondensator 316 liegt zwischen dem Takteingang-IN-Pin 4 der Konverterstufe 330 und Erde. CS liegt am Pin 1, RD liegt am Pin 2, VIN (-) liegt am Pin 7, A GND liegt am Pin 8 und D GND liegt am Pin 10 der Konverterstufe 330, und sämtliche Pins 1, 2, 7, 8, 10 sind geerdet. Die Datenausgänge an den Pins 11, 12, 13, 14 und 15 des Konverters 330 sind mit den Dateneingängen an den Pins 5, 6, 7, 9 und 10 der Codierstufe 328 verbunden. Der Unterbrecherausgang INTR am Pin 5 des Konverters 330 ist mit dem Sendefreigabeeingang TR am Pin 14 der Codierstufe 328 verbunden. Der Schreibeingang WR am Pin 3 des Konverters 330 ist an den Pin 5 des Oszillators 342 angeschlossen.

Der Zeitgeberkondensator 324 liegt zwischen der CTC-Verbindung am Pin 12 der Codierstufe 328 und der gemeinsamen Verbindung von Widerstand 322, Zeitkondensator 326 und Erde. Das andere Ende des Widerstandes 322 ist am Pin 11 an die RS-Verbindung der Codierstufe 328 angeschlossen und das andere Ende des Zeitgeberwiderstandes 326 ist am Pin 13 mit der RTC-Verbindung der Codierstufe 328 verbunden. Die Pins 3, 4 und 8 der Codierstufe 328 sind geerdet. Der Ausgang am Pin 15 der Codierstufe 328 ist am Pin 10 mit dem Reset-Eingang des Trägerfrequenzoszillators 342 verbunden.

Der Widerstand 320 liegt zwischen der Ausgangsleitung 30 und dem Pin 13 des Oszillators 342, der die Entladung bewirkt. Die Anode der Diode 344 ist an den Pin 13 des Oszillators 342 angeschlossen. Die Kathode der Diode 344 und ein Ende des Widerstandes 348 sind mit dem Pin 12 des Oszillators 342 (THRES) verbunden. Das andere Ende des Widerstandes 348 ist mit dem Pin 13 des Oszillators 342 verbunden. Der Pin 12 ist außerdem an den Triggereingangspin 8 des Oszillators 342 angeschlossen und außerdem an ein Ende des Zeitgeberkondensators 350. Das andere Ende des Zeitgeberkondensators 350 ist geerdet. Der Ausgang am Pin 9 des Oszillators 342 ist jeweils an ein Ende der Widerstände 352 und 353 angeschlossen.

Ein Schaltfrequenzoszillator bildet einen Teil des Oszillators 342. Der Zeitgeberkondensator 340 liegt zwischen dem Triggereingangspin 6 des Oszillators 342 und Erde. Der Triggereingang TRIG am Pin 6 ist außerdem an den Pegeleingang THRES am Pin 2 des Oszillators 342 angeschlossen. Der Zeitgeberkondensator 338 liegt zwischen Pin 2 und Ausgangspin 5 des Oszillators 342. Der Pin 6 des Oszillators 342 ist an die Anode der Schutzdiode 356 angeschlossen und die Kathode der letzteren ist mit der Ausgangsleitung 30 verbunden. Die Leistung am Rückstellkondensator 334 liegt zwischen Erde und Rückstelleingang RES am Pin 4 des Oszillators 342. Die Leistung am Zeitgeberwiderstand 318 liegt zwischen Pin 4 des Oszillators 342 und Leistungsausgangsleitung 30. Der Pin 4 des Oszillators 342 ist mit der Anode der Schutzdiode 354 verbunden und die Kathode dieser Diode ist an die Ausgangsleitung 30 angeschlossen.

Die andere Seite des Widerstandes 352 ist an die Basis des Transistors 35 angeschaltet. Der Emitter des Transistors 35 ist mit Erde verbunden, der Kollektor des Transistors 35 ist an die Kathode einer Infrarotleuchtdiode 50 angeschlossen. Die Anode der Infrarotleuchtdiode 50 ist an die Kathode einer Infrarotleuchtdiode 52 angeschlossen. Die Anode dieser Diode 52 ist mit der Kathode der Diode 304 über einen Widerstand 354 verbunden.

In gleicher Weise ist die andere Seite des Widerstandes 353 mit der Basis des Transistors 36 verbunden. Der Emitter des Transistors 36 ist an Erde angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 36 ist mit der Kathode der Infrarotleuchtdiode 51 verbunden. Die Anode der Infrarotleuchtdiode 51 ist mit der Kathode der Infrarotleuchtdiode 53 verbunden und die Anode dieser Leuchtdiode ist mit der Kathode der Diode 304 über einen Widerstand 356 verbunden.

Die Arbeitsweise des Senders nach Fig. 4 ist die folgende: Wenn zunächst die Spannungsquelle 24 an den Sender angelegt wird, dann wird der Kondensator 302 über die Schutzdiode 304 aufgeladen. Der Kondensator 302 dient dazu, den Infrarotleuchtdioden 50, 51, 52 und 53 Stromspitzen zu liefern. Die Schutzdiode 304 verhindert eine Entladung der Spannungsquelle 24 und eine Beschädigung der Transistorschaltung, falls die Spannungsquelle 24 falsch gepolt ist.

Der sich bewegende Schleifer 42 des Potentiometers 34 schließt entweder den Schalter 54 oder den Schalter 56. Hierdurch wird wiederum der Transistor 303 angeschaltet, und danach verbindet der Transistor 301 die Spannungsquelle 24 über die Schutzdiode 304 und den Transistor 301 mit dem Spannungsregler 306. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Ausgangsspannung des Reglers 306 etwa 5 V. Der Kondensator 312 filtert die Ausgangsspannung an der Ausgangsleitung 30, die benutzt wird, um die anderen Schaltungselemente zu erregen.

Die Transistoren 301 und 305 bilden zusammen mit dem Kondensator 307 und den Widerständen 305, 308 und 310 eine "Nörgel"-Schaltung, die dem Regler 306 noch eine kurze Zeitlang Spannung zuführt, nachdem die Schalter 54 oder 56 geöffnet sind, und so wird die Vollendung der Aussendung mit einem stabilen Signal vom Schleifer 42 gewährleistet. Wenn der Schalter 54 oder der Schalter 56 geöffnet wird, hält der Kondensator 307 den Transistor 303 angeschaltet, bis er über die Widerstände 310 und 308 aufgeladen ist, und zu dieser Zeit schalten die Transistoren 303 und 301 ab und der Kondensator 307 entlädt sich wieder.

Der Schleifer 42 des Potentiometers 34 nimmt vom Widerstandselement 32 eine Analogspannung ab. Diese Analogspannung wird dem Eingang des Analog/Digital-Wandlers 330 zugeführt. Der Widerstand 314 und der Kondensator 316 sind äußere Schaltungselemente einer inneren Taktschaltung innerhalb des Analog/Digital-Wandlers 330. Nachdem der Umwandlungsprozeß vollendet ist, wird der Digitalausgang auf die Pins 11, 12, 13, 14 und 15 des Konverters 330 gelegt und der Ausgang am Pin 5 (INTR) wird logisch Null. Dieser Übergang wird dem Sendefreischalteingangspin 14 der Codierschaltung 328 zugeführt, was bewirkt, daß die Codierstufe mit dem Codierprozeß beginnt, wobei die an den Eingangspins 5, 6, 7, 9 und 10 vorhandenen Daten benutzt werden. Die Widerstände 322 und 326 und der Kondensator 324 sind äußere Schaltungselemente einer inneren Taktschaltung innerhalb des Codierkreises 328. Der seriell codierte Ausgang der Codierstufe 328 erscheint am Pin 15, der mit dem RES-Eingang am Pin 10 des Oszillators 342 verbunden ist.

Der Oszillator 342 stellt tatsächlich zwei Oszillatoren dar. Der erste ist ein Trägerfrequenzoszillator, der an die Pins 8, 9, 10, 12 und 13 angeschlossen ist. Der Kondensator 350, die Widerstände 320 und 348 und die Diode 344 sind Zeitgeberkomponenten des Trägerfrequenzoszillators, der zur Erzeugung eines Hochfrequenzträgers (beim bevorzugten Ausführungsbeispiel 108 kHz) dient, der aber ein Impulsverhältnis von nur 20% hat, um den Leistungsbedarf zu verringern. Das niedrige Impulsverhältnis wird durch Widerstand 348 und Diode 344 bestimmt. Die Trägerfrequenzschwingungen am Ausgangspin 9 werden durch die seriell codierten Datenströme moduliert, die dem Pin 10 zugeführt werden.

Der zweite Oszillator wird benutzt, um die Abtastfrequenz des Analog/Digital-Wandlers 330 einzustellen, und seine Anschlüsse liegen an den Pins 2, 4, 5 und 6. Widerstand 338 und Kondensator 340 bestimmen die Ausgangsfrequenz am Pin 5, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 20 Hz beträgt. Die Diode 356 stellt den Kondensator 340 zurück, wenn die Leitung 30 abgeschaltet wird.

Wenn der Schalter 54 oder der Schalter 56 zuerst geschlossen wird, dann ist der Eingang bei RES am Pin 4 logisch Null und der zweite Oszillator wird wirkungslos gehalten. Diese Eingangsspannung steigt, wenn der Kondensator 334 über den Widerstand 318 geladen wird. Wenn die Spannung einmal über den Schwellwert ansteigt, beginnt der Oszillator zu schwingen. Auf diese Weise wird der Oszillator so lange nicht ausgetastet, bis irgendeine Störung beim Einschaltvorgang abgeklungen ist. Die Diode 354 stellt den Kondensator 334 zurück, wenn die Leitung 30 abgeschaltet wird. Der Ausgang vom Pin 5 des Oszillators 342 wird dem WR-Eingang am Pin 3 des Analog/Digital-Wandlers 330 zugeführt und steuert demgemäß die Abtastfrequenz.

Der modulierte Ausgang des Trägerfrequenzoszillators 342 erscheint am Pin 9 und wird über den Widerstand 352 dem Transistor 35 und über den Widerstand 353 dem Transistor 36 zugeführt. Der modulierte Ausgang wird durch die Transistoren 35 und 36 verstärkt und moduliert den Strom, der in den Infrarotlicht-Emissionsdioden 50, 51, 52 und 53 fließt, um richtig modulierte Infrarotsignale auf der Trägerfrequenz zu erzeugen. Es werden vier Leuchtdioden benutzt, um den Bereich des Senders zu vergrößern.

Die gegenwärtig als bevorzugt angesehenen Werte von Widerständen und Kondensatoren bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengefaßt.

Tabelle I

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurden die folgenden Schaltungselemente benutzt: Diode 304: 1N5817; Dioden 344, 354 und 356: 1N914. Infrarotleuchtdiode 50, 51, 52 und 53: SFH484. Transistoren 35 und 36: MPS A 29. Transistor 301: 2N5806; Transistor 303: 2N4123. Spannungsregler 306: IM 2931Z (National Semiconductor). Analog/Digital-Wandler 330: ADC0804 (National Semiconductor). Codierschaltung 328: MC145026 (Motorola). Oszillator 342: ICM7556 (Intersil). Spannungsquelle 24: 9-V-Batterie. Die Schalter 54 und 56 können irgendwelche Tastschalter sein, die mit dem Potentiometer 34 gekoppelt werden können.

Dem Fachmann ist es klar, daß IC-Chips und Schaltungselemente mit etwas abweichenden Betriebsparametern im Sender benutzt werden können. Die Bewegung des Schleifers 42 kann elektronisch oder optisch statt mechanisch unter Benutzung von Schaltern 54 und 56 bewirkt werden.

Das Empfänger-Ausführungsbeispiel, welches schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, stellt das gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiel des in Fig. 3 im Blockschaltbild dargestellten Empfängers dar. Die Stromversorgung 62 umfaßt eine Diode 402, einen PTC-Widerstand 401, Widerstände 404 und 410, Zener-Dioden 403 und 406 sowie einen Kondensator 408. Die positive Anschlußklemme der 24-V(Effektivwert)-Spannungsquelle ist mit der Anode einer Diode 402 verbunden. Die Kathode ist an eine Klemme des PTC-Widerstandes 401 angeschlossen. Die andere Klemme des PTC-Widerstandes 401 ist mit der Kathode einer Zener- Diode 403 und mit einem Anschluß des Kondensators 408 verbunden. Die Anode der Zener-Diode 403 und der andere Anschluß des Kondensators 408 sind geerdet. Die Kathode der Zener-Diode 403 ist mit einem Anschluß des Widerstands 404 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstands 404 ist gemeinsam mit der Kathode der Zener-Diode 406, einem Anschluß des Widerstands 410 und dem 5-V-Ausgang der Stromversorgung verbunden. Die Anode der Zener-Diode 406 ist geerdet. Der andere Anschluß des Widerstands 410 ist mit der Kathode der Empfängerdiode 412 verbunden. Der 24-V-Gleichspannungsausgang der Spannungsquelle ist mit der Anode der Diode 447 verbunden. Der positive Spannungsausgang der Spannungsquelle ist auch an die Kathode der Dioden 468 und 478, an eine Klemme der Relaisspulen 480 und 482 der Befehlsschaltung 90, an die Kathode der Diode 411 und an die positive Klemme des IC407 angeschlossen. Der 5-V-Ausgang der Spannungsquelle ist über die VDD-Klemme der integrierten Decoderschaltung 438 mit der positiven Klemme der Verstärker/Demodulator- Schaltung 424, mit der Zuführungsklemme des Zeitgebers 423 und mit einer Klemme des Relaiskontaktes 449 und über den Kondensator 436 mit Erde verbunden.

Die Dioden-Filterschaltung 82 umfaßt eine Empfängerdiode 412, einen variablen Induktor 414 und Kondensatoren 416 und 418. Die Kathode der Empfängerdiode 412 ist mit dem 5,0-V-Ausgang der Stromversorgung 62 über einen Widerstand 410 verbunden. Die Anode der Empfängerdiode 412 ist an eine Klemme des variablen Induktors 414, an eine Klemme des Kondensators 416 und an die Eingangsbegrenzungsklemme des Verstärker/Demodulator- Kreises 424 angeschlossen. Die andere Klemme des variablen Induktors 414 ist an Erde angeschlossen. Die andere Klemme des Kondensators 416 ist mit einer Klemme des Kondensators 418 verbunden. Die andere Klemme des Kondensators 418 ist geerdet. Die Verbindung zwischen den Kondensatoren 416 und 418 ist an den gesteuerten Hochfrequenzverstärker und die Q-Faktor-Löschstufe innerhalb des Verstärker/Demodulator-Kreises 424 angeschlossen.

Der Verstärker/Demodulator 80 A/80 B umfaßt eine integrierte Verstärker/Demodulator-Schaltung 424, Kondensatoren 420, 422, 426, 428, 430 und 434 sowie den Induktor 432. Die Kondensatoren 420 und 422 sind Stabilisierungskondensatoren, die mit dem gesteuerten Hochfrequenzverstärker innerhalb der integrierten Verstärker/Demodulator-Schaltung 424 verbunden sind. Der Kondensator 426 ist ein Koppelkondensator, der mit dem Hochfrequenzverstärker innerhalb des Verstärker/Demodulator-Kreises 424 verbunden ist. Der Kondensator 428 ist mit dem Detektor der automatischen Verstärkungssteuerung innerhalb des Verstärker/Demodulators 424 verbunden und steuert die Acquisitionszeit des Detektors für die automatische Verstärkungssteuerung. Der Kondensator 430 ist mit der Impulsformstufe innerhalb der Verstärker/Demodulator- Schaltung 424 verbunden und steuert dessen Zeitkonstante. Der Kondensator 434 und der Induktor 432 sind parallelgeschaltet und mit dem Bezugsverstärkerkreis innerhalb des Verstärker/Demodulators 424 verbunden. Der Ausgang der Verstärker/Demodulatorschaltung ist mit dem Eingang der Decoderschaltung 438 verbunden.

Die Decodierschaltung 84 umfaßt eine Decodierstufe 438, Widerstände 442 und 456 sowie Kondensatoren 440 und 454. Die VSS-Anschlußklemme des Decoders 438 ist geerdet. Wie oben erwähnt ist die VDD-Anschlußklemme des Decoders 438 mit dem 5-V-Ausgang der Stromversorgung 62 verbunden. Der Widerstand 442 ist mit dem Impulsdiskriminatorpin des Decoders 438 verbunden. Der Kondensator 440 ist zwischen den Diskriminatorpin und Erde geschaltet. Widerstand 442 und Kondensator 440 bestimmen zusammen eine Zeitkonstante, die benutzt wird, um festzulegen, ob ein breiter oder ein schmaler Impuls codiert wurde. Der Widerstand 456 liegt parallel zum Kondensator 454 und diese Parallelkombination ist zwischen den Totzeitdiskriminatorpin des Decoders 438 und Erde geschaltet. Diese Schaltungselemente bestimmen eine Zeitkonstante, die benutzt wird, um sowohl das Ende des Codierwortes als auch das Ende der Sendung zu bestimmen. Die decodierten Daten erscheinen an den Datenausgängen der Decoderschaltung 438. Die Pins 1, 3 und 4 des Decoders 438 sind an Erde angeschlossen.

Der Digital/Analog-Wandler 88 umfaßt Widerstände 444, 446, 448, 450 und 452. Jeder Datenausgang des Decoders 438 ist an einen Anschluß dieser Widerstände angeschaltet. Der andere Anschluß eines jeden Widerstands ist mit dem positiven Eingang der integrierten Schaltung 407 der Befehlsstufe 90 verbunden. Die Widerstandswerte werden so gewählt, daß das Datenwort an den Datenausgangsklemmen des Decoders 438 in eine Analogspannung an der positiven Eingangsklemme der integrierten Schaltung 407 umgewandelt wird.

Die Befehlsstufe 90 umfaßt Widerstände 405, 409, 451, 460, 466 und 472 sowie einen Kondensator 462 und Dioden 411, 413, 458, 464, 468, 470 und 478. Weiter umfaßt diese Stufe Transistoren 474 und 476, Relaisspulen 480 und 482, Relaiskontakte 449 und 484 und eine integrierte Schaltung 407. Die Kontrollwertübertragungsausgangsklemme des Decoders 438 ist mit der Anode der Diode 458 über die Leitung 91 verbunden. Die Kathode der Diode 458 ist an eine Klemme des Widerstandes 460, an eine Klemme der Kontakte 449 und an eine Klemme des Kondensators 462 angeschlossen. Der andere Anschluß des Widerstandes 460 ist geerdet. Der andere Anschluß der Kontakte 449 ist an +5 V angeschlossen. Der andere Anschluß des Kondensators 462 ist mit der Kathode der Diode 464 und einem Anschluß des Widerstandes 466 verbunden. Die Anode der Diode 464 ist geerdet. Der andere Anschluß des Widerstandes 466 ist mit der Basis des Transistors 474 verbunden. Der Emitter des Transistors 474 ist geerdet, und der Kollektor ist mit einem Anschluß des Widerstandes 451 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 451 ist mit der Kathode der Diode 470, einem Anschluß des Widerstandes 472, einem Anschluß der Relaisspule 480 und der Anode der Diode 468 verbunden.

Der andere Anschluß des Widerstandes 472 ist mit der Basis des Transistors 476 verbunden. Die Anode der Diode 470 ist an den Emitter des Transistors 476 und die Befehlsleitung 95 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 476 ist an eine Klemme der Relaisspule 482 und die Anode der Diode 478 angeschlossen. Die Kathoden der Dioden 468 und 478 und die anderen Anschlüsse der Relaisspulen 480 und 482 sind mit dem positiven Spannungsausgang der Stromversorgung 62 verbunden. Der negative Eingang der integrierten Schaltung 407 ist mit einem Anschluß der Widerstände 405 und 409 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 405 ist geerdet. Der andere Anschluß des Widerstandes 409 ist mit dem Ausgang der integrierten Schaltung 407, mit der Anode der Diode 411, mit der Kathode der Diode 413 und einem Anschluß des Relaiskontaktes 484 verbunden. Die Kathode der Diode 411 ist mit V+ verbunden. Die Anode der Diode 413 ist geerdet. Die freie Klemme des Relaiskontaktes 484 ist mit der Analogsignalleitung 93 verbunden.

Der Empfänger 60 weist außerdem eine Leuchtdiode 427 und Treiberschaltungen auf, die eine Zeitgeberschaltung 423, Transistoren 429 und 439 und zugeordnete Schaltungselemente umfassen. Eine Leuchtdiode 427 zeigt an, ob die nach dem Verbraucher fließende Leistung ein- oder abgeschaltet ist, und der Empfänger liefert ein Signal, wie dies im einzelnen in der US-Patentanmeldung 131 776 vom 11. Dezember 1987 beschrieben ist.

Die Pins 1 (RESET), 10, 11, 12, 13 und 14 der Zeitgeberschaltung 423 sind mit der 5,0-V-Spannung verbunden. Der Pin 7 ist geerdet. Der Q-Ausgang (Pin 6) ist mit dem D-Eingang (Pin 2) verbunden. Der Sendeausgang V _T, die Leitung 91 von der integrierten Schaltung 438 ist mit dem Takteingang (Pin 3) der Zeitgeberstufe 423 und der Anode der Diode 419 verbunden. Die Kathode der Diode 419 ist an eine Klemme des Kondensators 415 und entsprechende Klemmen der Widerstände 417 und 421 angeschlossen. Die anderen Klemmen von Kondensator 415 und Widerstand 417 sind geerdet. Die andere Klemme des Widerstandes 421 ist mit dem SET-Eingang (Pin 4) der Zeitgeberstufe 423 verbunden. Der Q-Ausgang (Pin 5) der Zeitgeberschaltung 423 ist mit der einen Anschlußklemme des Widerstandes 425 verbunden.

Der andere Anschluß des Widerstandes 425 ist mit der Basis des Transistors 429 verbunden. Der Emitter des Transistors 429 ist geerdet. Der Kollektor des Transistors 429 ist mit der Kathode einer Leuchtdiode 427 verbunden. Die Anode der Leuchtdiode 427 ist mit der Kathode einer Zener-Diode 431 verbunden, während die Anode der Zener-Diode 433 mit einem Anschluß des Widerstandes 435 verbunden ist. Die Anode der Zener-Diode 431 ist geerdet. Der andere Anschluß des Widerstandes 435 ist mit dem Kollektor des Transistors 439 und einem Anschluß des Widerstandes 437 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 437 ist mit dem Emitter des Transistors 439, der Kathode der Diode 441 und der Anode der Zener-Diode 443 verbunden. Die Kathode der Zener-Diode 443 ist mit der Kathode der Zener-Diode 433 und einem Anschluß des PTC-Widerstandes 445 verbunden. Der andere Anschluß des PTC-Widerstandes 445 ist mit der Kathode der Diode 447 verbunden und die Anode der Diode 447 ist an die +24-V-Spannungsquelle angeschlossen.

Die Anode der Diode 441 ist mit der Basis des Transistors 439 und einem Anschluß des Widerstandes 453 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 453 ist an die Relais-Anschalt/Abschalt-Leitung 550 im Leistungssteuergerät 12 angeschlossen. Wenn das Relais an ist, dann wird die Leitung 550 geerdet, und wenn das Relais abgeschaltet ist, dann ist die Leitung 550 von der Spannungsquelle abgeschaltet.

Die Infrarotempfängerdiode 412 empfängt Infrarotsignale, die von der abgestimmten Schaltung ausgewählt wurden, welche durch den variablen Induktor 414 und die Kondensatoren 416 und 418 gebildet ist. Dann wird das ausgewählte Signal dem Eingang eines Verstärker/Demodulator- Kreises 424 zugeführt. Das verstärkte und demodulierte Ausgangssignal wird dem Eingang der Decoderschaltung 438 zugeführt. Der digitale erzeugte Ausgang wird in ein Analogsignal durch die Widerstände 444, 446, 448, 450 und 452 umgewandelt und dem positiven Eingang der integrierten Schaltung 407 zugeführt, die als Pufferverstärker wirkt. Der Ausgang der integrierten Schaltung 407 wird einer Anschlußklemme des Relaiskontaktes 484 zugeführt. Die Dioden 411 und 413 bewirken, daß die Ausgangsspannung der integrierten Schaltung 407 nicht größer als V+ oder kleiner als Erde wird.

Wenn ein gültiger Ausgang am Digitalausgang des Decoderkreises 438 verfügbar ist, dann wird die Leitung 91 auf logisch Eins geschaltet. Dies bewirkt, daß die Spannung an der Kathode der Diode 464 logisch Eins wird und der Transistor 474 anschaltet, so daß durch die Relaisspule 480 ein Strom fließen kann und die Relaiskontakte 449 und 484 geschlossen werden und das Analogausgangssignal der Leitung 93 angelegt wird. Dann wird der Kondensator 462 über den Widerstand 466 geladen. Wenn die Leitung 91 logisch Null wird, dann wird der Kondensator 462 auf +5 V durch die Kontakte 449 gehalten, die geschlossen bleiben, ebenso wie die Kontakte 484, da sie die Kontakte des Verklinkungsrelais sind. Die Diode 464 schützt die Basis-Emitter-Verbindung des Transistors 474.

Wenn die Befehlsleitung 95 auf logisch Null gesetzt wird, dann wird der Transistor 476 angeschaltet und empfängt seinen Basisstrom über die Relaisspule 480 und den Widerstand 472. Der Kollektorstrom fließt durch die Relaisspule 482 und bewirkt, daß sich die Relaiskontakte 449 und 484 öffnen. Hierdurch wird bewirkt, daß sich der Kondensator 462 über den Widerstand 460 entlädt, wobei der Entladestrom über die Diode 464 abfließt. Der Transistor 474 wird angeschaltet und die in der Relaisspule 480 gespeicherte Energie zirkuliert über die Schutzdiode 468. Die Diode 458 schützt die Ausgangsklemme der Decoderstufe 438.

Die Befehlsleitung 95 bewirkt, wenn sie auf logisch Eins übergeht, daß der Transistor 476 abschaltet und die in der Relaisspule 482 gespeicherte Energie über die Schutzdiode 478 zirkuliert. Die Diode 470 schafft die Möglichkeit, die Befehlsleitung 95 auf logisch Null zu setzen, wenn der Transistor 474 angeschaltet wird, wodurch Befehle an allen anderen verbundenen Stationen gelöscht werden.

Die Arbeitsweise der Schaltung, die die Leuchtdiode 427 antreibt, ist folgendermaßen: Beim Fehlen eines empfangenen Signals steht der Q-Ausgang der Zeitgeberschaltung 423 auf logisch Eins und der Transistor 429 ist angeschaltet. Wenn der Verbraucher auch angeschaltet ist, dann ist der Ein/Aus-Eingang auf Null gesetzt und der Transistor 439 ist ebenfalls angeschaltet. Demgemäß fließt ein relativ großer Strom über die Leuchtdiode 427 und die letztere leuchtet hell und zeigt an, daß der Verbraucher angeschaltet ist.

V _T (Leitung 91) wird auf logisch Eins immer dann gesetzt, wenn eine gültige Übertragung (d. h. mit einer Frequenz von 20 Hz) durch den Empfänger empfangen wird. Der Zeitgeberkreis 423 wird so eingestellt, daß ein durch 2 teilender Zähler entsteht, so daß der Q-Ausgang am Pin 5 mit einer Frequenz von 10 Hz oszilliert. Dies bewirkt, daß der Transistor 427 mit jener Frequenz an- und abgeschaltet wird, so daß die Leuchtdiode 427 mit einer Frequenz von 10 Hz blinkt und anzeigt, daß ein Signal vom Sender empfangen wird.

Wenn gültige Sendungen nicht mehr empfangen werden, dann wird der Q-Ausgang auf logisch Eins gestellt, so daß der Transistor 427 wieder angeschaltet wird. Wenn das Ergebnis der Sendung darin bestand, den Lastwiderstand abzuschalten, dann wird der Ein/Aus-Eingang auf logisch Eins gesetzt und der Transistor 439 wird nunmehr abgeschaltet. Der durch die Leuchtdiode 427 fließende Strom fließt auch durch den Widerstand 437, und er ist sehr viel kleiner als der vorherige Wert. Demgemäß glimmt die Leuchtdiode 427 sehr viel schwächer und zeigt an, daß der Verbraucher abgeschaltet ist.

Die verschiedenen Dioden und Zener-Dioden dienen dem Schutz der Transistoren 429 und 439.

Gegenwärtig bevorzugte Werte von Widerständen und Kondensatoren für die Schaltung gemäß Fig. 5 ergeben sich aus der folgenden Tabelle II. Sämtliche Widerstände sind für eine Leistung von 0,5 W bemessen, falls nichts anderes angegeben ist.

Widerstand
Ohm-Wert
404\|3,3 k
405	10 k
409	30,1 k
410	22
417	1 M
421	1 k
425	15 k
435	810
437	43 k
442	33 k
444	20 k
446	40 k
448	80 k
450	10 k
451	68
452	160 k
453	33 k
456	645 k
460	1 M
466	56 k
472	56 k

Kondensator
Kapazität
408\|100 µF
415	1 µF
416	150 pF
418	680 pF
420	3,3 nF
422	22 nF
426	1 nF
428	47 nF
430	330 pF
434	1000 pF
436	22 µF
440	10 nF
454	10 nF
462	2,2 µF

Die PTC-Widerstände 401 und 445 haben vorzugsweise einen Widerstandswert von 180 Ohm. Die Leuchtdiode 427 ist vorzugsweise eine solche der Type Martec 530-0.

Die Dioden 419, 458, 464, 468, 470 und 478 sind vorzugsweise von der Type 1N 914. Die Dioden 402, 411, 413, 441 und 447 sind vorzugsweise von der Type 1N 4004. Die Zener-Diode 403 ist von der Type 1.5 KE 39A. Die Zener-Diode 406 hat vorzugsweise eine Zener-Spannung von 5,0 V. Die Zener-Dioden 431 und 433 haben vorzugsweise Zener-Spannungen von 33 V. Die Zener-Diode 443 hat vorzugsweise eine Zener-Spannung von 10 V. Die Empfängerdiode 412 ist vorzugsweise eine von Siemens hergestellte Diode der Type SFH205. Die Transistoren 429, 474 und 476 sind vorzugsweise von der Type MPSA29. Der Transistor 439 ist vorzugsweise von der Type MPS 1992. Die Verstärker/Demodulator-Schaltung 424 ist vorzugsweise von der Type Signetics TDA 3047. Die integrierte Decoderschaltung 438 ist vorzugsweise von Motorola Type MC 145029. Die integrierte Schaltung 407 ist vorzugsweise eine Motorola Type MC 33172P. Die Zeitgeberschaltung 423 ist vorzugsweise von der Type 74HC74. Der variable Induktor 414 hat vorzugsweise einen Maximalwert von 18 mH. Der Induktor 432 hat vorzugsweise einen Maximalwert von 4 mH. Die Relaisspulen 480 und 482 und die Relaiskontakte 449 und 484 bilden zusammen ein Verklinkungsrelais, beispielsweise ein Omron G 5AK237P0C24.

Wie in Fig. 6 dargestellt, empfängt das Leistungssteuergerät nach der Erfindung Signale vom Empfänger oder einer anderen Steuerstation und liefert als Ausgang eine phasengesteuerte Ausgangsspannung. Zu diesem Zweck ist eine Flip-Flop 500 zur Erregung eines Voreinstellpotentiometers 544 mit einer analogen Signalleitung 93 und der Befehlsleitung 95 vorgesehen. Der Ausgang ist an eine Phasenmodulationsschaltung 502 angeschaltet und empfängt Leistung aus einer Gleichspannungsquelle. Beim ersten Anschalten nimmt das Flip-Flop 500 des Leistungseinstellgliedes einen Zustand ein, wo die Spannung, die vom Voreinstellpotentiometer 544 abgezapft wird, der Phasenmodulationsstufe 502 zugeführt wird. Wenn die Befehlsleitung 95 auf logisch Null gesetzt wird, dann schaltet das Flip-Flop 500 um, und die Spannung auf der Analogsignalleitung 93 wird der Phasenmodulationsstufe 502 zugeführt.

Die Phasenmodulationsstufe 502 besitzt Ausgänge nach dem Relais 528, der Ein/Aus-Steuerleitung 550 und nach einem Optokoppler 504. Wenn die Spannung am Eingang der Phasenmodulationsstufe 502 über einem vorbestimmten Wert liegt, dann bewirkt die an die Spule des Relais 528 angelegte Spannung, daß sich die Relaiskontakte schließen und eine Spannung an das Haupttriac 532 gelegt wird. Wenn die Eingangsspannung der Phasenmodulationsstufe 502 über den vorbestimmten Wert angehoben wird, dann wird ein Ausgangssignal sich ändernder Phasenverzögerung von den Null-Durchgängen der Wechselstromleitung erzeugt, und dieses Signal wird dem Optokoppler 504 zugeführt. Die Phasenmodulationsstufe 502 wird vom Transformator 510 gespeist.

Der Ausgang des Optokopplers 504 wird einem Signaltriac 514 zugeführt und schaltet letzteren an. Die Widerstände 522, 524 und 526 begrenzen den Strom durch das Triac 514 im Einschaltzustand. Der Widerstand 508 und der Kondensator 512 bilden ein RC-Dämpfungsglied für das Triac 514. Der Widerstand 506 begrenzt den Strom im Optokoppler 504. Der Kondensator 520 lädt sich auf eine Spannung auf, die durch die Zener-Dioden 516 und 518 begrenzt ist, wenn das Triac 514 im Ausschaltzustand befindlich ist. Wenn das Signaltriac 514 angeschaltet ist, dann entlädt sich der Kondensator 520 und bewirkt einen Stromimpuls durch den Impulstransformator 530.

Der Stromimpuls, der auf der Sekundärseite des Impulstransformators 530 erzeugt wird, fließt durch den Gatterwiderstand 548 und schaltet das Haupttriac 532 an. Der Widerstand 534 und die Kondensatoren 536 und 538 bilden ein Dämpfungsglied für das Haupttriac 532. Der Induktor 540 und der Kondensator 542 bilden ein Interferenzfilter für Radiofrequenz.

Demgemäß ist die Ausgangsspannung des Leistungssteuergerätes eine Phasenanschnitt-Wechselspannung, deren Wert von der Spannung eines Analogsignals 93 abhängt. Wenn diese Spannung so eingestellt wird, daß sie unter einem gewissen vorbestimmten Wert liegt, dann öffnet sich das Relais 528, um einen positiven Luftspalt zwischen der Spannungsquelle und dem Ausgang zu schaffen. Nach Wiedereinschaltung der Spannung nach einem Spannungsausfall hängt die Ausgangsspannung von der Einstellung des Voreinstellpotentiometers 544 ab.

Eine geeignete Einstellstation 10 zur Benutzung in Verbindung mit dem in Fig. 6 dargestellten Stellglied ist im Blockschaltbild in Fig. 7A dargestellt und es besteht aus einer Spannungsquelle 600, einem Einstellschalter 602 und einem Löschkreis 604. Die Spannungsquelle 600 hat an ihrem Eingang 24 V (effektiv), die durch Doppelweggleichrichtung einer Wechselspannung entstanden ist, und am Ausgang liegen 5,6 V Gleichspannung geregelt, die am Befehlssteuerschalter 602 anliegen. Die Ausgänge der Potentiometerbefehlssteuerschaltung 602 stellen eine analoge Signalspannung und ein Befehlssignal dar. Diese sind an die Löschbefehlsschaltung 604 angeschlossen. Die Löschbefehlsstufe 604 ist mit dem Analogsignalbus 93 und dem Einstellbefehlsbus 95 verbunden.

Wenn ein Einstellbefehlssignal durch die Stufe 604 vom Potentiometerbefehlssteuerschalter 602 empfangen wird, denn wird das analoge Ausgangssignal der Schaltung 602 dem Analogsignalbus 93 zugeführt und alle anderen Signalgeneratoren werden von diesem Bus getrennt. Dieser Zustand dauert fort, bis eine weitere Steuerstation oder ein Infrarotempfänger das Kommando übernimmt, was bewirkt, daß der Einstellbefehlsbus 95 auf logisch Null geschaltet wird und das Analogausgangssignal der Schaltung 602 vom Analogausgangsbus 93 getrennt wird.

Das schematisch in Fig. 7B angedeutete Ausführungsbeispiel der Steuerstation ist das gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiel der in Fig. 7A dargestellten Steuerstation, wobei die Stromversorgung 600 eine Diode 606, Widerstände 608 und 614, eine Zener-Diode 610 und einen Kondensator 612 umfaßt. Der positive Anschluß der 24-V(effektiv)-Spannungsquelle ist mit der Anode der Diode 606 verbunden, deren Kathode an einen Anschluß des Widerstandes 608 angeschaltet ist, während die andere Klemme des Widerstandes 608 gemeinsam an die Kathode der Zener-Diode 610, an einen Anschluß des Kondensators 612 und einen Anschluß des Widerstandes 614 angeschlossen ist. Die Anode der Zener-Diode 610 und der andere Anschluß des Kondensators 612 sind geerdet. Es wird eine geregelte Spannung von 5,6 V an der Kathode der Zener-Diode 610 erzeugt, und diese wird dem Potentiometerbefehlsschaltkreis 602 zugeführt.

Die Schaltung 602 weist einen Schalter 616 und ein Potentiometer 618 auf, welches als Linearpotentiometer oder als Drehpotentiometer ausgebildet sein kann. Eine Anschlußklemme des Potentiometers 618 ist an die freie Klemme des Widerstandes 614 angeschaltet und der andere Anschluß ist geerdet. Der Schleifer ist mit Schaltkontakten 620 in der Befehlsschaltung 604 verbunden. Eine Anschlußklemme des Schalters 616 ist mit der Verbindung zwischen dem Widerstand 614 und dem Potentiometer 618 verbunden. Die andere Anschlußklemme des Schalters 616 ist mit einer Klemme des Widerstandes 622 der Befehlsschaltung 604 verbunden. Durch Veränderung der Einstellung des Potentiometers 618 kann eine sich ändernde Analogspannung an eine Klemme eines Schaltkontaktes 620 angelegt werden.

Der Schalter 616 kann ein getrennt betätigbarer Schalter sein, beispielsweise ein Druckknopfschalter, ein Mikroschalter, oder er kann mit dem Stellglied für das Potentiometer 618 in der Weise integriert sein, daß bei Einstellung des Potentiometers 618 der Schalter 616 geschlossen wird, wie dies in der US-Patentanmeldung Serial Nr. 8 57 739 beschrieben ist.

Der Befehlskreis 604 umfaßt Widerstände 622 und 634, Transistoren 624 und 632, Dioden 626, 638 und 640 und Verklinkungsrelaisspulen 628 und 630 sowie Relaisschaltkontakte 620. Die Basis des Transistors 624 ist an die andere Klemme des Widerstandes 622 angeschlossen und der Emitter ist geerdet. Der Kollektor des Transistors 624 ist an die Relaisspule 628, die Anode der Diode 640 und eine Klemme des Widerstandes 634 sowie die Kathode der Diode 626 angeschlossen. Die Anode der Diode 626 ist mit dem Emitter des Transistors 632 und der Befehlsleitung 95 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 634 ist mit der Basis des Transistors 632 verbunden. Der Kollektor des Transistors 632 ist an die Anode der Diode 638 und eine Klemme der Relaisspule 630 angeschlossen. Die Kathoden der Dioden 638 und 640 und die freien Klemmen der Relaisspulen 628 und 630 sind an die positive Klemme der 24-V(effektiv)-Spannungsquelle angeschlossen.

Ein Schließen des Befehlsschalters 616 bewirkt einen Basisstromfluß durch den Widerstand 622, wodurch der Transistor 624 angeschaltet wird. Der Kollektorstrom fließt durch die Relaisspule 628 und schließt die Schaltkontakte 620 und verbindet den Schleifer des Potentiometers 618 mit dem Analogsignalbus 93. Außerdem wird der Befehlsbus 95 auf logisch Null gestellt, wodurch alle anderen Signalgeneratoren abgeschaltet werden. Wenn der Schalter 616 freigegeben wird, dann hört der Transistor 624 auf zu leiten und die in der Relaisspule 628 gespeicherte Energie zirkuliert durch die Schutzdiode 640, aber die Schaltkontakte 620 bleiben geschlossen. Der Steuerbus 95 kann wieder auf logisch Eins schalten.

Wenn der Befehlsbus 95 das nächstemal auf logisch Null gestellt wird, weil ein IR-Empfänger oder eine andere Steuerstation den Befehl gibt, dann durchfließt die Relaisspule 62 S und den Widerstand 634 ein Basisstrom und schaltet den Transistor 632 an. Dadurch kann der Kollektorstrom die Relaisspule 630 durchfließen und die Schaltkontakte 620 öffnen. Wenn der Befehlsbus 95 wieder auf logisch Eins gestellt wird, dann schaltet der Transistor 632 ab und die in der Relaisspule 630 gespeicherte Energie zirkuliert durch die Schutzdiode 638 und die Schaltkontakte 628 bleiben offen.

Die gegenwärtig bevorzugten elektrischen Werte der Schaltungselemente gemäß Fig. 7B sind die folgenden: Die Widerstände sind sämtlich für eine Leistung von 0,5 W bestimmt. Der Widerstand 608 hat einen Widerstandswert von 3,6 kOhm, der Widerstand 614 hat einen Widerstandswert von 1 kOhm, der Widerstand 622 hat einen Widerstandswert von 3,3 MOhm und der Widerstand 634 besitzt einen Widerstandswert von 31 kOhm. Der Kondensator 612 besitzt eine Kapazität von 47 µF. Die Diode 606 ist vorzugsweise von der Type 1N 4004. Die Dioden 626, 638 und 640 sind von der Type 1N 914. Die Zener-Diode 610 hat eine Zener-Spannung von 5,6 V. Die Transistoren 624 und 632 sind von der Type MPS A 28. Die Relaisspulen 628 und 630 und die Schaltkontakte 620 bilden zusammen ein Relais der Verklinkungsbauart. Das Potentiometer 618 besitzt einen Widerstsndswert von 10 kOhm.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, kann der Sender 20 in einem Gehäuse untergebracht sein, das bequem in der Hand gehalten werden kann. Die Infrarot-Leuchtdioden 50, 51, 52 und 53 sind hinter einem Plastikfenster 100 angeordnet, das für Infrarotlicht durchlässig ist. Ein Schiebeschalter 102 ist mit dem Schleifer 42 des Potentiometers 34 verbunden. Die Schalter 54 und 56 sind mit dem Schiebeschalter 102 in der Weise gekoppelt, wie dies in der US-Patentanmeldung 8 57 739 beschrieben ist.

Wie aus Fig. 9A ersichtlich, kann der Empfänger 60 in einem Gehäuse untergebracht sein, welches im Putz oder in den Fliesen der Decke untergebracht ist. Eine Infrarotdetektordiode 82 liegt hinter einem Materialzylinder, der für Infrarotstrahlung durchlässig ist. Das Gehäuse 252 enthält die Empfängerschaltung. Ein Halteclip 250 wird benutzt, um den Empfänger 60 an der Decke zu fixieren.

Wie in Fig. 9B dargestellt, besitzt die Steuerstation 10 einen Schiebeschalter 200, der mit einer Betätigungswelle des Schleifers des Potentiometers 618 gekuppelt ist. Der Schalter 616 kann auch mit dem Gleitbetätigungsglied 200 in der Weise verbunden sein, wie dies in der US-Patentanmeldung Serial No. 8 57 739 beschrieben ist.

Fig. 10 veranschaulicht ein abgewandeltes Linearpotentiometer, welches geeignet ist zur Benutzung mit dem erfindungsgemäßen Sender. Da der Sender ein Aus-Signal abstrahlt, durch welches ein Luftspaltschalter im Steuergerät geöffnet wird, wenn der Gleitschieber nach einem Ende seiner Bewegungsbahn verschoben wird, ist es zweckmäßig, der Bedienungsperson des Senders fühlbar den Eindruck zu vermitteln, daß ein Schalter im Sender geöffnet wurde. Dies kann dadurch geschehen, daß eine Feder 704 (die, wie in Fig. 14 dargestellt, ausgebildet und aus Stahl oder dergl 21424 00070 552 001000280000000200012000285912131300040 0002004009658 00004 21305eichen gefertigt ist) am Linearpotentiometer 700 angeordnet ist. Um das Stellglied 702 des Linearpotentiometers nach dem Ende seiner Bewegungsbahn zu bewegen, ist es nunmehr erforderlich, die Arme 706 und 708 der Feder 704 gegen die Vorspannung der Feder auseinanderzuspreizen. Auf diese Weise wird ein definierter Widerstand gegenüber der Bewegung fühlbar. Wenn das Stellglied 702 von einem Ende nach der Mitte des Stellweges bewegt wird, wird ein geringerer Reibungswiderstand fühlbar, bis das Stellglied von den Federarmen 706 und 708 freikommt. Auf diese Weise wird ein Schalter simuliert, der sich scheinbar relativ schwer öffnen, aber leicht schließen läßt.

Fig. 11 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines fernsteuerbaren Wandkastendimmersystems gemäß der Erfindung. Das System weist einen Sender 20 zur Abstrahlung eines Infrarotsteuersignals und einen Wandsteuerempfänger 710 auf, der entweder eine direkte Einstellung der einer Beleuchtungsvorrichtung 712 zugeführten Leistung oder eine Ferneinstellung über den Sender 20 ermöglicht. Eine Spannung ist an die Reihenschaltung von Beleuchtungsanordnung 712 und Wandsteuerempfänger 710 gelegt. Der Wandsteuerempfänger 710 steuert die Leistung, die dem Verbraucher 712 zugeführt wird, gemäß der Einstellung des Steuerempfängergleitschiebers 714 oder des Gleitschiebers 716 des Senders. Der Sender 20 strahlt Infrarotsignale ab, die der Lage des Stellgliedes 716 entsprechen, und die Einstellung erfolgt im wesentlichen augenblicklich mit der Einstellung des Stellgliedes. Das abgestrahlte Signal wird vom Steuerempfänger 710 über die Linse 715 empfangen, die am Stellschieber 714 montiert und mit diesem beweglich ist. Die Steuerung kann entweder durch Betätigung am Einstellempfänger 710 oder Sender 20 im wesentlichen gleichzeitig mit der Betätigung des Stellgliedes 714 oder 716 bewirkt werden.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines Wandsteuerempfängers gemäß der Erfindung. Die Leistung nach dem Verbraucher wird eingestellt entweder gemäß einem Infrarotsignal, welches vom Vorverstärker 726 empfangen wird, oder gemäß einem Spannungssignal vom Potentiometer 730, welches dem Stellglied 714 entspricht. Der Vorverstärker 726 empfängt Infrarotsignale und transformiert diese in elektrische Signale, die einem Mikrocomputer 722 zugeführt werden. Der Mikrocomputer 722 interpretiert das elektrische Signal vom Vorverstärker 726 und steuert die dem Verbraucher zugeführte Leistung gemäß einem Zeitsignal nach der Phasenanschnittsteuerung 720. Das Zeitsignal entspricht einem Phasenwinkel, gemessen vom Beginn von je einem Halbzyklus des Leistungsflusses aus der Wechselspannungsquelle. Ein den Null-Durchgang feststellender Sensor 724 stellt den Beginn eines jeden Halbzyklus des Leistungsflusses aus der Wechselspannungsquelle fest und erzeugt ein digitales Wechselsignal, das der Mikrocomputer 722 besitzt, um das Zeitsignal einzustellen. Statt dessen kann die Leistung über das Potentiometer 730 eingestellt werden, das über einen Bereich von Stellungen einstellbar ist und einen Spannungsausgang zwischen 0 und 5 V erzeugt. Ein Analog/Digital-Wandler 728 wandelt den Ausgang des Potentiometers 730 um und liefert ein geeignetes digitales Signal dem Mikrocomputer 722. Dann sendet der Mikrocomputer 722 der Phasensteuerstufe 720 ein Zeitsignal aus, um entsprechend die dem Verbraucher zugeführte Leistung einzustellen. Der Mikrocomputer 722 spricht auf Änderungen in der Ausgangsspannung des Potentiometers 730 und des Vorverstärkers 726 derart an, daß eine Steuerung über die dem Verbraucher zugeführte Leistung entweder über das Potentiometer 730 oder den Vorverstärker 726 im wesentlichen gleichzeitig bei Änderung der Ausgangsspannung des Potentiometers 730 oder des Vorverstärkers 726 erreicht werden kann. Die Rückstellschaltung 732 stellt den Mikrocomputer 722 zurück, falls eine Fehlfunktion erfolgt oder falls nach einem Spannungsausfall die Spannung wiederkehrt.

Fig. 13 zeigt eine Schaltung des Wandsteuerempfängers gemäß Fig. 12. Im Betrieb liegt die Leitungsspannung am Widerstand 740, der Zener-Diode 742 und dem Kondensator 744 an. Die positive Halbwellenleitungsspannung wird durch die Diode 746 gesperrt. Zu Beginn eines jeden negativen Halbzyklus ist die Zener-Diode 742 nicht leitfähig und der Basisstrom des Transistors 748 ist im wesentlichen Null. Es wird eine Spannung dem Gatter des MOSFET 750 angelegt und es fließt ein Strom durch die Diode 752, die den Kondensator 754 auflädt. Wenn die Zener-Diode 742 bei etwa 18 V durchbricht, leitet der Transistor 748 und nimmt die Spannung vom Gatter des MOSFET 750 beim Abschalten weg. Der Spannungsregler 756 erlaubt einen Stromfluß vom Kondensator 754 nach dem Kondensator 758 und hält 5 V über dem Kondensator 758. Der Kondensator 758 liefert eine geregelte Spannung an das Potentiometer 760, den Analog/Digital-Wandler 762, den Mikrocomputer 722, den Vorverstärker 766 und die Rückstellstufe 768.

Der Resonanzkristall 770, der Widerstand 772 und die Kondensatoren 774 und 776 bilden einen Schwingkreis zur Einstellung der Taktfrequenz des Mikrocomputers 722 (etwa 3,5 MHz). Der Widerstand 772 ist ein Dämpfungswiderstand zur Verminderung der Amplitude der Schwingung der Schaltung. Die Kondensatoren 774 und 776 schwächen unerwünschte Komponenten höherer Frequenz der Kristallschwingung ab, um unerwünschte hochfrequente Taktimpulse nach dem Mikrocomputer 722 zu begrenzen. Der Kondensator 778 ist ein Tiefpaßfilter, das die 3,5-MHz-Schwingungsspannung verhindert, durch die 5-V-Spannungsquelle zurückzufließen. Der Rückstellkreis 768 überwacht die Arbeitsweise des Mikrocomputers 722 über den Ausgangspin 10 und legt eine Spannung an, um den Pin 1 zurückzusetzen und um den Mikrocomputer 722 im Falle einer Fehlfunktion oder eines Spannungsausfalls zurückzusetzen.

Die Schaltung arbeitet wie folgt: Während eines jeden negativen Halbzyklus wird die Spannung an die in Reihe geschalteten Widerstände 780 und 782 angelegt, wodurch der Transistor 784 veranlaßt wird, in den Leitfähigkeitszustand umzuschalten. Während der Transistor 784 leitfähig ist, wird der Pin 41 auf logisch Null gesetzt. Während jedes positiven Halbzyklus wird die Leitungsspannung durch die Diode 746 abgesperrt und der Transistor 784 ist nicht leitfähig und der Pin 41 wird auf logisch Eins gesetzt. Der Pin 41 schaltet weiter zwischen logisch Eins und logisch Null jeweils zu Beginn eines neuen Halbzyklus um.

Der Mikrocomputer 722 stellt jeden Null-Durchgang durch kontinuierliche Überwachung des Pin 41 fest. Nach einer bestimmten Zeitverzögerung nach Beginn eines jeden Halbzyklus erzeugt der Mikrocomputer 722 am Pin 38 eine logisch Eins, was den Transistor 786, das Hilfstriac 788 und das Haupttriac 790 veranlaßt, in den Leitfähigkeitszustand umzuschalten, so daß dem Verbraucher Leistung geliefert wird. Die Durchschnittsleistung nach dem Verbraucher ist auf die Länge der Zeitverzögerung bezogen; je länger die Verzögerung, desto geringer ist die Leistung, die dem Verbraucher zugeführt wird.

Der Mikrocomputer 722 berechnet die Zeitverzögerung unter Benutzung der Eingänge entweder von den parallelen Eingangspins 13 bis 21, was der Schleiferspannung des Potentiometers 760 entspricht, oder unter Benutzung des seriellen Eingangs am Pin 12, was einem Infrarotsignal entspricht, welches vom Vorverstärker 766 empfangen wird. Die Zeitverzögerung wird elektronisch im Mikrocomputer 722 gespeichert und wird eingestellt, wenn irgendein Bit 13 bis 25 sich ändert, oder wenn ein neues Sendesignal am Pin 12 empfangen wird.

Demgemäß kann die dem Verbraucher zugeführte Leistung über einen im wesentlichen kontinuierlichen Bereich von Pegeln eingestellt werden, entsprechend entweder einer einstellbaren Schleiferspannung am Potentiometer 760 oder gemäß einem Infrarotsignal, welches vom Vorverstärker 766 empfangen wird.

Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Unterputzsteuerempfängers gemäß der Erfindung. Die Leistung, die einem Verbraucher geliefert wird, kann über einen kontinuierlichen Bereich von Leistungspegeln entweder durch Einstellung des Schiebers 714 eingestellt werden oder statt dessen durch Empfang eines Infrarotsignals über die Linse 715, die am Schieber festgelegt ist und sich mit dem Schieber 714 bewegt.

Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Unterputzsteuerempfängers gemäß der Erfindung. Die Leistung, die dem Verbraucher zugeführt wird, kann über einen kontinuierlichen Bereich von Pegeln eingestellt werden, indem der Schieber 830 verschoben wird. Die Leistung kann statt dessen auch durch Betätigung des Druckknopfes 832 an- und abgeschaltet werden, oder die Schaltung kann durch Empfang eines Infrarotsignals über die Linse 834 veranlaßt werden, die am Druckknopf 832 festgelegt und mit diesem beweglich ist.

Fig. 16 zeigt ein optisches System bekannter Bauart, mit einem Detektor 840, mit einer Blende 842 und mit einer Linse 846. Der Detektor 840 ist gewöhnlich eine Photodiode, deren Spannungsausgang der Intensität eines einfallenden Strahles 845 entspricht. Der einfallende Strahl 845 wird durch Fernsteuerung mittels eines Senders erzeugt, und es kann ein Infrarotstrahl, ein sichtbarer Strahl, ein Ultraviolettstrahl usw. sein. Die Linse 846 ist in der Blendenöffnung 842 montiert und richtet den einfallenden Strahl 845 nach dem Detektor 840, der hinter der Blendenöffnung 842 gehaltert ist und in einem meßbaren Abstand d hinter der Blendenöffnung liegt. Die empfangene Strahlbreite A des bekannten optischen Systems wird geometrisch durch die Größe der Blendenöffnung 842 und den optischen Abstand zwischen Detektor 840 und Blendenöffnung 842 bestimmt. Der optische Abstand ist gleich dem meßbaren Abstand d dividiert durch den relativen Brechungsindex des Übertragungsmediums zwischen Detektor 840 und Blendenöffnung 842 (in diesem Falle meist Luft, mit einem relativen Brechungsindex von 1,0). Die Strahlbreite A ist relativ schmal bei diesem bekannten Ausführungsbeispiel wegen des relativ langen optischen Abstandes zwischen Detektor 840 und Linse 846.

Fig. 17 zeigt ein Strahldiagramm eines Breitstrahloptiksystems gemäß der Erfindung mit einem Detektor 840, einer Blendenöffnung 842 und einer Linse 847. Der Detektor 840 kann Photodioden aufweisen, deren Ausgangsspannung der Intensität des einfallenden Lichtstrahls 845 entspricht. Der einfallende Strahl 845 kann ein Infrarotstrahl, ein sichtbarer Strahl, ein Ultraviolettstrahl usw. sein. Die Linse 847 besteht vorzugsweise aus Glas, aus Acrylharz oder aus Polycarbonat, mit einem relativen Brechungsindex von bis zu 1,6. Es sind Linsenmaterialien zu bevorzugen, die auch die optische Strahlung außerhalb der optischen Trägerfrequenzbandbreite abschwächen. Die Linse 847 ist in der Blendenöffnung 842 montiert und richtet den einfallenden Strahl 845 nach dem Detektor 840, der hinter der Blendenöffnung 842 in einem meßbaren Abstand d liegt. Der vergrößerte Strahlwinkel B resultiert von dem abnehmenden optischen Abstand d′ vom Detektor 840 nach der Blendenöffnung 842, weil sich die Linse 847 weiter nach dem Detektor 840 erstreckt, so daß der Luftspalz zwischen der Linse 847 und dem Detektor 840 auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. Der optische Abstand d′ ist der meßbare Abstand d dividiert durch den relativen Brechungsindex des Übertragungsmediums, das in diesem Falle hauptsächlich von der Linse 847 gebildet wird, die einen Brechungsindex von etwa 1,6 besitzt.

Fig. 18 läßt die Reflexionsverluste erkennen, die bei dem bekannten optischen System nach Fig. 16 vorhanden sind. Die Linse 846 ist allgemein in der Blendenöffnung 842 angeordnet und richtet den einfallenden Strahl 845 auf den Detektor 840, der hinter der Blendenöffnung 842 angeordnet ist. Da der einfallende Strahl 845 durch die Linse 846 hindurchläuft, werden die reflektierten Strahlen 843 von den Innenflächen 848 und 849 gemäß dem Brewsterschen Gesetz reflektiert (vgl. Jenkins & White, Fundamentals of Optics, 2. Ausgabe, veröffentlicht von McGraw-Hill). Dadurch wird die Intensität des einfallenden Strahls 845, der vom Detektor 840 empfangen wird, reduziert. Allgemein wird, wenn der einfallende Strahl 845 durch jede Trennfläche 848 und 849 hindurchtritt, welche eine Verbindung zweier verschiedener optischer Medien mit unterschiedlichen Brechungsindizes, beispielsweise Glas und Luft, aufweisen, ein gewisser Prozentsatz des Lichtes in das Medium gebrochen und ein gewisser Prozentsatz wird in reflektierten Strahlen 843 reflektiert. Die an jeder Trennfläche reflektierte Lichtmenge hängt davon ab, ob der einfallende Strahl 845 in ein Medium mit höherem oder niedrigerem relativem Brechungsindex einfällt, und allgemein vergrößert sich die reflektierte Lichtmenge mit sich vergrößerndem Einfallwinkel (gemessen von einem Vektor normal zur Trennfläche). Die minimale Reflexion tritt bei einem Einfallswinkel von 0° auf.

Fig. 19 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Systems mit geringer Reflexion. Hier sind ein Detektor 840, eine Blendenöffnung 842, eine Linse 846 und ein Einbettungsmedium 850 vorgesehen. Der einfallende Strahl 845 kann Infrarotstrahlung, sichtbare Strahlung, Ultraviolettstrahlung usw. sein. Die Linse 846 ist in der Blendenöffnung 842 gelagert und richtet den einfallenden Strahl 845 nach dem Detektor 840, der hinter der Blendenöffnung 842 angeordnet ist. Ein optisch durchsichtiges Einbettungsmedium 850 mit einem Brechungsindex, der im wesentlichen gleich ist dem Brechungsindex der Linse 846 und optisch den Detektor 840 mit der Linse 846 verbindet, vermindert die Reflexionswirkungen der Trennfläche 849. Wenn der einfallende Strahl 845 durch die Linse 846 gelangt, werden die reflektierten Strahlen 843 von der Trennfläche 848 reflektiert. Wegen der optischen Gleichartigkeit des Einbettungsmediums 850 gegenüber der Linse 846 tritt jedoch im wesentlichen kein reflektierter Strahl an der Trennfläche 849 auf, so daß die Gesamtreflexion des optischen Systems um etwa 50% vermindert wird.

Fig. 20 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen optischen Systems mit niedriger Reflexion. Die Linse 853 ist allgemein in der Blendenöffnung 842 montiert und richtet den einfallenden Strahl 845 nach dem Detektor 840, der hinter der Blendenöffnung 842 montiert ist. Die rückwärtige Oberfläche 849 der Linse 853 ist entweder zylindrisch oder vorzugsweise sphärisch gestaltet und liegt konzentrisch um den Mittelpunkt des Detektors 840. Wenn der einfallende Strahl 845 die Linse 853 durchläuft, dann werden die reflektierten Strahlen 843 von der Trennfläche 848 reflektiert. Weil der einfallende Strahl 845 die Trennfläche 849 jedoch mit einem Einfallswinkel von 0 (gemessen gegenüber einem Vektor normal zur Trennfläche 849 an der Einfallsstelle) trifft, treten im wesentlichen keine reflektierten Strahlen an der Trennfläche 849 auf. Hierdurch wird die Gesamtreflexion des optischen Systems um etwa 50% vermindert. Dieses spezielle Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann nützlich, wenn die Linse 853 abnehmbar sein muß oder wenn die Linse 853 und die Blendenöffnung 842 Teil eines sich bewegenden Elementes, beispielsweise eines Druckknopfes oder eines Schiebers, sind. Gemäß einer nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform ist eine zweite Linse vorgesehen, welche eine gekrümmte Oberfläche getrennt von der rückwärtigen Oberfläche 849 durch einen schmalen Luftspalt aufweist, wobei die zweite Linse vorzugsweise mit dem Detektor 840 über ein optisch durchsichtiges Verbindungsmittel verbunden ist.

Fig. 21 zeigt einen vertikalen Querschnitt eines Stellschiebers und einer Linse sowie des Empfängers der Unterputz-Steuerempfängeranordnung nach Fig. 14. Die Linse 715 ist im Betätigungsschieber 714 gelagert und bewegt sich mit diesem. Die Linse 715 besteht vorzugsweise aus Glas, Acrylharz oder Polycarbonat, mit relativen Brechungsindizes von etwa 1,6. Bevorzugt sind Linsenmaterialien, die außerdem die optische Strahlung außerhalb der optischen Trägerfrequenzbandbreite abschwächen. Mit dem Betätigungsschieber 714 bewegt sich eine Wiege 854, die den Empfänger 856 trägt. Der vorzugsweise als Photodiode ausgebildete Detektor 858 ist am Empfänger 856 angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden, und der Empfänger kann einen Verstärker, einen Vorverstärker, einen Decoder usw. aufweisen. Der gesamte Aufbau ist in der Unterputzdose 710 gemäß Fig. 14 derart untergebracht, daß eine Verschiebung nach oben und unten gemäß einer auf den Schieber 714 ausgeübten Kraft erfolgt. Ein flexibles Kabel 860 verbindet elektrisch den Empfänger 856 mit der (nicht dargestellten) Leistungssteuerstufe, die die nach dem Verbraucher gelieferte Leistung einstellt. Infrarotsteuersignale von einem entfernten Steuersender treten in die Linse 715 ein und treffen den Detektor 858 und erzeugen ein elektrisches Steuersignal. Der Empfänger 856 spricht auf das elektrische Signal an und bewirkt eine Leistungseinstellung des Leistungsstellers über das flexible Kabel 860.

Obwohl vorstehend die Erfindung in Verbindung mit Infrarotfernsteuerungen zwischen Sender und Empfänger beschrieben wurde, ist es klar, daß diese Fernverbindung auch über Schallwellen, über Ultraschall, über Mikrowellen oder über Radiofrequenzverbindungen erfolgen kann. Es ist auch möglich, mehrere Sender vorzusehen, die auf unterschiedlichen Kanälen arbeiten und im gleichen Gehäuse angeordnet sind, wobei entsprechende Empfänger für jeden Sender vorgesehen sind. Statt dessen kann das System einen Sender benutzen, der auf verschiedenen Kanälen arbeiten kann und der einen Wählschalter besitzt. Außerdem kann das Signal zwischen Sender und Empfänger amplitudenmoduliert, frequenzmoduliert, phasenmoduliert, impulsbreitenmoduliert oder ein digital codiertes Signal sein.

Weitere Änderungen können im Rahmen der Ansprüche vorgenommen werden.

Claims

1. Fernsteuerbares Leistungsstellsystem, dadurch gekennzeichnet, daß es in Kombination folgende Merkmale aufweist:

a) Mittel, um ein Steuersignal auszusenden, mit einem ersten Betätigungsglied zur Bestimmung des Signals und
b) einen an der Wand montierbaren Steuerempfänger, um die einem Verbraucher zuzuführende Leistung einzustellen, wobei der Steuerempfänger folgende Merkmale in Kombination aufweist:
- I) einen Detektor, der ein erstes Leistungssteuersignal liefert, das durch das ausgesandte Steuersignal bestimmt wird,
- II) ein zweites Stellglied, welches über einen kontinuierlichen Bereich einstellbar ist, um ein zweites Leistungssteuersignal zu bestimmen,
- III) Mittel zur Steuerung der dem Verbraucher zugeführten Leistung gemäß dem ersten oder dem zweiten Leistungssteuersignal.

2. Leistungsstellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Betätigungsglied längs eines im wesentlichen linearen Pfades einstellbar ist, um das auszusendende Steuersignal zu bestimmen.

3. Leistungsstellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Betätigungsglied eine Linse aufweist, die das Strahlungssteuersignal empfängt.

4. Leistungsstellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Wand in einem Gehäuse montierbare Steuerempfänger außerdem einen Druckknopf aufweist.

5. Fernsteuerbares Leistungsstellsystem, welches in Kombination folgende Merkmale aufweist:

a) Mittel zur Aussendung eines Strahlungssteuer- Signals mit einem ersten Betätigungsglied zur Bestimmung des Strahlungssignals und
b) einen in einem Gehäuse angeordneten, an der Wand montierbaren Steuerempfänger, welcher in Kombination umfaßt:
- I) einen Detektor, der ein erstes Leistungssteuersignal liefert, welches durch das Strahlungssteuersignal bestimmt wird,
- II) eine Linse zur Richtung das Strahlungssteuersignals nach dem Detektor, welche mit
- III) einem zweiten Betätigungsglied beweglich ist, um das zweite Leistungssteuersignal zu liefern, und
c) Mittel zur Steuerung der dem Verbraucher zugeführten Leistung gemäß dem ersten oder zweiten Leistungssteuersignal.

6. Leistungsstellsystem nach den Ansprüchen 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stellglied sich auf einem im wesentlichen linearen Pfad bewegt, um das zweite Leistungssteuersignal zu bestimmen.

7. Fernsteuerbares Leistungsstellsystem, welches in Kombination folgende Merkmale aufweist:

a) Mittel zum Aussenden eines Strahlungssteuersignals,
b) einen an der Wand montierbaren, in einem Gehäuse angeordneten Steuerempfänger, der das Strahlungssteuersignal empfängt und in Kombination folgende Teile umfaßt:
- I) einen Detektor, der ein Leistungssteuersignal liefert, welches durch das Strahlungssignal bestimmt wird, und der hinter einer Blendenöffnung angeordnet ist, und
- II) eine optisch durchlässige Linse, die im wesentlichen den gesamten Raum zwischen dem Detektor und der Öffnung einnimmt und das Strahlungssteuersignal auf den Detektor richtet, und
c) Mittel zur Steuerung der Leistung, die dem Verbraucher gemäß dem Leistungssteuersignal zugeführt wird.

8. Leistungssteuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied vom Steuerempfänger abnehmbar ist.

9. Fernsteuerbares Leistungsstellsystem, welches in Kombination folgende Merkmale umfaßt:

a) Mittel zum Aussenden eines Strahlungssteuersignals,
b) einen an der Wand montierbaren Steuerempfänger, der das Strahlungssteuersignal empfängt und in Kombination folgende Teile umfaßt:
- I) einen Detektor, der ein Leistungssteuersignal liefert, das durch das Strahlungssignal bestimmt wird, und der hinter einer Blendenöffnung angeordnet ist, und
- II) eine optisch durchlässige Linse mit einer zylindrischen Oberfläche, die im wesentlichen konzentrisch zu einer Vertikalachse durch den Detektor verläuft und das Strahlungssteuersignal auf den Detektor richtet, und
c) Mittel zur Steuerung der Leistung, die dem Verbraucher gemäß dem Leistungssteuersignal zugeführt wird.

10. Fernsteuerbares Leistungsstellsystem, welches in Kombination folgende Merkmale umfaßt:

a) einen Sender mit einem ersten Betätigungsglied, das linear über einen kontinuierlichen Bereich von Stellungen einstellbar ist, um ein digital codiertes Infrarotsteuersignal auszusenden,
b) einen an der Wand montierbaren Steuerempfänger, der die einer Beleuchtungseinrichtung zugeführte Leistung einstellt und in Kombination folgende Teile umfaßt:
- I) einen Detektor, der ein erstes Leistungssteuersignal liefert, das vom Infrarotsteuersignal bestimmt wird, und der hinter
- II) einer Linse angeordnet ist, die eine zylindrische Hinterseite besitzt, die im wesentlichen konzentrisch um eine Vertikalachse durch den Detektor verläuft, um das Infrarotsignal auf den Detektor zu richten,
- III) wobei die Linse auf einem zweiten Betätigungsglied angeordnet ist, das linear über einen kontinuierlichen Bereich von Stellungen beweglich ist, um ein zweites Leistungssteuersignal zu erzeugen, und
- IV) Mittel zur Steuerung der dem Verbraucher zugeführten Leistung, und zwar gemäß einem ersten oder zweiten Leistungssteuersignal;

wobei die Leistung, die dem Verbraucher zugeführt wird, gemäß der Lage des ersten oder zweiten Betätigungsgliedes im wesentlichen augenblicklich mit der Einstellung des ersten und zweiten Betätigungsgliedes eingestellt wird.

11. Fernsteuerbares Leistungsstellsystem, welches in Kombination folgende Merkmale umfaßt:

a) einen Sender, der ein erstes Schaltbetätigungsglied aufweist, um ein digital codiertes Infrarotsteuersignal auszusenden, und
b) einen an der Wand montierbaren Steuerempfänger, der die einer Beleuchtungseinrichtung zugeführte Leistung steuert und in Kombination folgende Teile umfaßt:
- I) einen Detektor, der ein erstes Leistungssteuersignal liefert, das von dem Infrarotsteuersignal bestimmt wird, und der hinter
- II) einer Linse liegt, deren vordere Oberfläche in Form eines Zylindermantelabschnittes gestaltet ist, um das Infrarotsignal auf den Detektor zu richten,
- III) wobei die Linse auf einem zweiten Betätigungsglied montiert ist, um ein zweites Leistungssteuersignal zu liefern, und
- IV) Mittel, um die dem Verbraucher zugeführte Leistung gemäß dem ersten oder zweiten Leistungssteuersignal an- oder abzuschalten;

wobei die dem Verbraucher zugeführte Leistung abwechselnd auf einen vorbestimmten Pegel geschaltet oder abgeschaltet wird, je nach der Betätigung des ersten oder zweiten Schaltbetätigungsgliedes.

12. Fernsteuerbares Leistungssteuersystem, welches in Kombination folgende Merkmale umfaßt:

a) einen Sender, der ein erstes Schaltbetätigungsglied aufweist, um ein digital codiertes Infrarotsteuersignal auszusenden, und
b) einen an der Wand montierbaren Steuerempfänger, der die Leistung steuert, welche einer Beleuchtungseinrichtung zugeführt wird, und der in Kombination folgende Merkmale umfaßt:
- I) einen Detektor, der ein erstes Leistungssteuersignal liefert, das von dem Infrarotsteuersignal bestimmt wird, und der hinter
- II) einer Linse montiert ist, deren vordere Oberfläche entsprechend einem Zylindermantelabschnitt gekrümmt ist, um das Infrarotsignal dem Detektor zuzuführen, wobei diese Linse auf
- III) einem zweiten Schaltbetätigungsglied montiert ist, um das zweite Leistungssteuersignal zu liefern,
- IV) eine Betätigungseinrichtung, die über einen kontinuierlichen Bereich einstellbar ist, um ein drittes Leistungssteuersignal zu liefern, und
- V) Mittel zur Einstellung des Leistungspegels, der der Belastung gemäß dem dritten Leistungssteuersignal zugeführt wird und abwechselnd die Leistung an den Verbraucher an- und abschaltet gemäß dem ersten oder zweiten Leistungssteuersignal,

wobei die dem Verbraucher bzw. der Belastung zugeführte Leistung abwechselnd auf einen Pegel entsprechend der Lage des einstellbaren Betätigungsgliedes geschaltet oder gemäß der Betätigung des ersten oder zweiten Schaltbetätigungsgliedes abgeschaltet wird.