DE4411357A1

DE4411357A1 - Control of electrical load

Info

Publication number: DE4411357A1
Application number: DE4411357A
Authority: DE
Inventors: Frank Schluerscheid
Original assignee: PROMPT KOMMUNIKATIONSTECHNIK G
Current assignee: PROMPT KOMMUNIKATIONSTECHNIK G
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-05

Abstract

A process to control electrical loads like staircase lamps with a microprocessor for time switching, first has the load switched on with a soft start and then driven at full load after a given time. The switching off is done in steps or by gradual reduction of power or it may be a combination of the two, where the power is reduced in a single step, then gradually down to zero. The single step will be a cut of 50%. After switch- off, the load is kept in stand-by mode. The microprocessor may be for DC or AC. There are two groups of input channels, one connected to the actual control circuitry and one to the data evaluation circuitry.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung elektri scher Verbraucher, beispielsweise eines mit einer elektroni schen Zeitsteuerung versehenen Treppenlichtautomaten zum be darfsweisen Ein- und Ausschalten des Treppenlichtes, oder zur Betätigung anderer Beleuchtungseinrichtungen und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for controlling electri shear consumers, for example one with an electronic automatic time control provided staircase lighting to be May switch on and off the staircase lighting, or for Actuation of other lighting devices and a Circuit arrangement for performing the method.

Bei den bisher bekannten Treppenlichtautomaten erfolgt die Steuerung des Zeitablaufes, während dessen die Beleuchtung eingeschaltet ist, entweder durch eine elektromechanische Zeit schaltsteuerung oder dadurch, daß nach einem Startsignal durch Betätigen eines Lichttasters die Beleuchtung eingeschal tet und gleichzeitig ein Kondensator genügender Kapazität über einen regelbaren Vorwiderstand entweder auf- oder entladen wird. Dabei wird der Spannungsanstieg oder -abfall durch eine Schwellwertschaltung überwacht und bei Erreichen eines vor gegebenen Wertes ein Relais oder eine elektronische Schaltvor richtung betätigt, so daß die Beleuchtung nach Ablauf der vorgegebenen Zeit wieder abschaltet. Die Einstellung der Zeit dauer, während der die Beleuchtung eingeschaltet ist, erfolgt dabei durch entsprechende Einstellung des Vorwiderstandes.In the previously known automatic staircase lighting, the Control of the timing during which the lighting is switched on, either by an electromechanical time switching control or in that after a start signal switch on the lighting by pressing a light button tet and at the same time a capacitor of sufficient capacity either charge or discharge a controllable series resistor becomes. The voltage rise or fall is determined by a Threshold switching monitored and when reaching a before given value a relay or an electronic switching device direction actuated so that the lighting after the expiry of switches off the specified time. The setting of the time duration during which the lighting is switched on by setting the series resistor accordingly.

Bei diesen Treppenlichtautomaten hat sich gezeigt, daß diese zwar einerseits eine gute Zeitsteuerung erlauben und sehr zuverlässig arbeiten, aber andererseits der erhebliche Nach teil zu verzeichnen ist, daß die Schaltvorgänge sehr abrupt ohne jeglichen Hinweis auf den Zeitablauf erfolgen. Daß bedeu tet daß insbesondere der Abschaltvorgang sehr unerwartet er folgt, so daß dann im Dunkeln der nächste Lichttaster gesucht werden muß. Das ist in vertrauten Treppenhäusern an sich kein besonderes Problem, da die Einschaltzeit im allgemeinen be kannt ist, so daß sich der Benutzer der Treppe darauf ein stellen kann. Anders sieht das jedoch in fremden Treppen häusern aus, oder wenn ältere Personen die Treppe benutzen, da dann beim plötzlichen Abschalten der Treppenbeleuchtung eine erhebliche Unfallgefahr entsteht. Beim Einschalten der Be leuchtung in Treppenhäusern oder anderen Räumen durch die Betätigung eines Lichttasters oder durch Bewegungsmelder o. dgl. können außerdem Adaptionsprobleme auftreten, die zu einer kurzzeitigen Blendung führen können.With these automatic staircase lighting it has been shown that this on the one hand allow good timing and very much work reliably, but on the other hand the considerable aftermath is to be noted that the switching operations are very abrupt without any reference to the passage of time. That means tet that he especially the shutdown very unexpected follows, so that the next light sensor is then searched for in the dark must become. In familiar stairwells this is not in itself special problem, since the switch-on time in general be is known, so that the user of the stairs is aware of it can put. However, the situation is different in strange stairs out, or if older people use the stairs, there then when the staircase lighting is suddenly switched off, one considerable risk of accident arises. When the Be lighting in stairwells or other rooms through the Actuation of a light button or by motion detector o. Like. Adaption problems can also occur, which a brief glare.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zur Steuerung elektrischer Verbraucher zu schaffen, bei dem die beschriebenen Nachteile vollständig vermieden werden. Ferner soll eine Anordnung zur Ausübung des Verfahrens ge schaffen werden, die eine hohe Betriebssicherheit aufweist und einfach zu realisieren ist.The invention is therefore based on the object of a method to create electrical consumer control, at which the disadvantages described are completely avoided. Furthermore, an arrangement for the exercise of the method is intended create that has a high level of operational safety and is easy to implement.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der elektrische Verbraucher nach einem Startsignal zunächst weich eingeschaltet und während der vorgegebenen Zeit mit voller Helligkeit betrieben wird und daß das Abschalten des Verbrau chers durch stufenweise und/oder kontinuierliche Verringerung der Leistung erfolgt.The object underlying the invention is in one Process of the type mentioned solved in that the electrical consumers initially soft after a start signal switched on and at full for the specified time Brightness is operated and that switching off the consumption chers through gradual and / or continuous reduction the performance takes place.

Durch dieses Verfahren werden die eingangs beschriebenen Nach teile vollständig vermieden. Das weiche Einschalten des Ver brauchers, beispielsweise der Beleuchtung, nach dem Start signal, vermeidet Adaptionsschwierigkeiten der Augen und die sonst kurzzeitig mögliche Blendgefahr. Für die Auslösung des Startsignales können übliche Lichttaster, Bewegungsmelder, oder auch Tonsignale verwendet werden. Die nach Ablauf der vorgegebenen Zeit vorgenommenen stufenweise und/oder kontinu ierliche Verringerung der Leistung zeigt dem Benutzer eines Treppenhauses rechtzeitig an, daß mit einem vollständigen Abschalten der Beleuchtung zu rechnen ist. Damit hat der Be nutzer die Möglichkeit, ein erneutes Startsignal auszulösen, so daß der beschriebene Vorgang erneut abläuft.By this method, the after described above parts completely avoided. The smooth switching on of the Ver user, for example the lighting, after the start signal, avoids difficulties in adapting the eyes and the otherwise there is a brief risk of glare. For triggering the Start signals can be conventional light sensors, motion detectors, or sound signals can be used. The after the given time gradually and / or continuously Any reduction in performance shows the user one Stairwell in time at that with a full Switching off the lighting is to be expected. So the Be users the opportunity to trigger a new start signal, so that the process described runs again.

In einer Fortbildung der Erfindung wird der elektrische Ver braucher beim Abschaltvorgang zunächst auf eine verminderte Leistung, beispielsweise die halbe Leistung geschaltet und die Leistung anschließend nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit kontinuierlich verringert, das hat den Vorteil, daß der Benut zer einen deutlichen Hinweis darauf erhält, daß er rechtzeitig einen Neustart vornehmen sollte.In a development of the invention, the electrical Ver need to switch to a reduced one when switching off Power, for example half the power switched and the Performance after a predetermined delay time continuously reduced, which has the advantage that the user zer receives a clear indication that he is on time should restart.

Damit besteht die Möglichkeit, die Einschaltzeit so kurz wie möglich zu halten, d. h. es entsteht ein Energiespareffekt, ohne daß damit Nachteile für den Benutzer verbunden wären.This means that the switch-on time is as short as to keep possible, d. H. there is an energy saving effect, without any disadvantages for the user.

In einer besonderen Variante der Erfindung wird der elektri sche Verbraucher nach dem Abschalten im Stand-by-Betrieb mit geringer Leistung weiterbetrieben, so daß bei geringstem Energieverbrauch eine Notbeleuchtung realisiert werden kann, die vor allen Dingen in viel frequentierten Räumen, wie bei spielsweise in einer Toilette einer Gaststätte o. dgl., von Vorteil ist. Das Zuschalten der Beleuchtung sollte in letzte rem Fall zweckmäßig durch einen Bewegungsmelder erfolgen.In a special variant of the invention, the electri after switching off in stand-by mode low power continue to operate, so that the lowest Energy consumption an emergency lighting can be realized which, above all, in busy rooms, such as in for example in a toilet of a restaurant or the like, by Advantage is. The lighting should be switched on last rem case conveniently done by a motion detector.

Andere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung können Geflügelfarmen o. dgl. sein, da mit diesem Verfahren problemlos ein künstlicher Sonnenuntergang herbeigeführt wer den kann. Auch besteht die Möglichkeit, eine verkehrsabhängige Straßenbeleuchtung zu realisieren oder auch Alarmanlagen mit diesem Verfahren zu ergänzen.Other advantageous applications of the invention can be poultry farms or the like because of this method who can easily create an artificial sunset that can. There is also the possibility of a traffic-dependent Realize street lighting or alarm systems with to supplement this procedure.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 dadurch gelöst, daß dem Mikrokontroller eine umschaltbare Versorgungsspannungsaufbereitung für Gleich- oder Wechselspan nung vorgeschaltet ist, daß die Leistungsausgänge regelbar sind und mit einer Schaltungsanordnung zur Lasterfassung ver sehen sind, und daß die Eingabekanäle in eine erste und eine zweite Gruppe von Eingängen aufgeteilt sind.The object underlying the invention is in a Circuit arrangement according to the preamble of claim 5 solved in that the microcontroller a switchable Supply voltage preparation for direct or alternating voltage upstream is that the power outputs are adjustable are and ver with a circuit arrangement for load detection are seen, and that the input channels into a first and a second group of inputs are divided.

Damit wird eine leicht zu realisierende Schaltungsanordnung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaffen, wobei es von Vorteil ist, wenn die erste Gruppe der Eingänge mit der Steuerung direkt verbunden und die zweite Gruppe der Eingänge mit der Datenerfassungsschaltung des Mikrokontrollers verbunden ist.This creates an easy-to-implement circuit arrangement created to carry out the method according to the invention, it is advantageous if the first group of inputs directly connected to the controller and the second group of Inputs with the microcontroller data acquisition circuit connected is.

Um die Möglichkeit zu schaffen, unterschiedliche Verbraucher gezielt schalten zu können, ist der Datenerfassungsschaltung eine Adreßzuweisungsschaltung nachgeschaltet, die mit den Leistungsausgängen verbunden ist. Darüberhinaus wird es durch diese Ausgestaltung der Erfindung möglich, die Schaltungs anordnung in einem Datennetz zu betreiben, d. h. sie ist dadurch netzbusfähig.To create the possibility of different consumers To be able to switch specifically is the data acquisition circuit an address assignment circuit connected with the Power outputs is connected. Furthermore, it is through this embodiment of the invention possible the circuit to operate arrangement in a data network, d. H. she is therefore network bus compatible.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Leistungsausgänge als intelligente Leistungsausgänge ausgebildet sind, die mit dem Mikrokontroller rückgekoppelt sind. Damit ist es möglich, den momentanen Funktionszustand der Verbraucher zu erfassen und im Mikrokontroller auszuwerten.It is also advantageous if the power outputs as intelligent power outputs are trained, which with the Microcontrollers are fed back. This makes it possible to to record the current functional state of the consumer and in Evaluate microcontroller.

Zur einfachen Steuerung der intelligenten Leistungsausgänge ist es zweckmäßig, wenn diese einen spannungsgesteuerten Dimmer enthalten.For easy control of the intelligent power outputs it is useful if this is a voltage controlled Dimmer included.

In einer Fortbildung der Erfindung sind die Leistungsausgänge als Netzfreischalter betreibbar. Damit lassen sich Gefährdun gen durch elektrische Streufelder oder durch das Berühren von elektrischen Baugruppen vermeiden, wenn die an die erfindungs gemäße Schaltungsanordnung angeschlossenen Verbraucher abge schaltet sind.In a further development of the invention, the power outputs can be operated as a mains isolator. This can endanger by stray electrical fields or by touching Avoid electrical assemblies when connected to the invention according to the circuit arrangement connected consumers are switched.

Die Eingabekanäle sind vorteilhaft mit einem Sensortastenfeld verbunden, das in einem Tastergehäuse mit einer Schalt- und/ oder Sensorelektronik angeordnet ist, damit kann die übliche Schaltungsanordnung auch in explosionsgefährdeten Räumen ver wendet werden.The input channels are advantageous with a sensor keypad connected in a push button housing with a switching and / or sensor electronics is arranged so that the usual Circuit arrangement also in explosive areas be applied.

Eine weitere Fortbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Mikrokontroller mehrere Zeitzonen parallel verwaltet, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Startsignal ablaufen.A further development of the invention can be seen in the fact that the microcontroller manages several time zones in parallel, which run depending on the respective start signal.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be based on an embodiment are explained in more detail.

Die Schaltungsanordnung besteht aus einem Mikrokontroller zur Steuerung des Zeit- und Funktionsablaufes mit Eingabekanälen und Ausgabekanälen, die mit regelbaren Leistungsausgängen verbunden sind. Dem Mikrokontroller ist eine umschaltbare Versorgungsspannungsaufbereitung für Gleich- oder Wechselspan nung vorgeschaltet, so daß dieser entweder direkt mit Gleich spannung oder schwimmend mit Wechselspannung versorgt werden kann. Weiterhin sind die Eingabekanäle in eine erste und eine zweite Gruppe von Eingängen aufgeteilt, wobei die erste Gruppe der Eingänge mit der Steuerung direkt verbunden und die zweite Gruppe der Eingänge mit einer Datenerfassungsschaltung des Mikrokontrollers verbunden ist. Die Eingabekanäle sind vor teilhaft mit einem Sensortastenfeld verbunden, das in einem Tastergehäuse mit einer Schalt- und/oder Sensorelektronik angeordnet ist, damit kann die übliche Schaltungsanordnung auch in explosionsgefährdeten Räumen verwendet werden.The circuit arrangement consists of a microcontroller Control of the time and function sequence with input channels and output channels with adjustable power outputs are connected. The microcontroller is a switchable Supply voltage preparation for direct or alternating voltage voltage upstream, so that this is either directly with equal voltage or floating with AC voltage can. Furthermore, the input channels are in a first and a second group of inputs divided, the first group of the inputs directly connected to the controller and the second Group of inputs with a data acquisition circuit of the Microcontroller is connected. The input channels are in front partially connected to a sensor keypad that in one Push button housing with switching and / or sensor electronics is arranged so that the usual circuit arrangement can also be used in potentially explosive areas.

Mit dem Mikrokontroller können mehrere Zeitzonen parallel verwaltet werden, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Start signal ablaufen.With the microcontroller, several time zones can be run in parallel are managed, depending on the respective start signal expire.

Die Leistungsausgänge sind vorzugsweise als intelligente Leistungsausgänge ausgebildet, die mit dem Mikrokontroller rückgekoppelt sind. Dadurch ist es möglich, den momentanen Funktionszustand der Verbraucher zu erfassen und im Mikro kontroller auszuwerten. Zur einfachen Steuerung der intelli genten Leistungsausgänge ist es zweckmäßig, wenn diese einen spannungsgesteuerten Dimmer enthalten.The power outputs are preferably intelligent Power outputs trained using the microcontroller are fed back. This enables the current Functional status of consumers to be recorded and in the micro controller to evaluate. For simple control of the intelli power outputs, it is useful if this one voltage controlled dimmer included.

Werden die Leistungsausgänge als Netzfreischalter betrieben, lassen sich Gefährdungen durch elektrische Streufelder oder durch das Berühren von elektrischen Baugruppen vermeiden, wenn die an die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung angeschlosse nen Verbraucher abgeschaltet sind.If the power outputs are operated as mains isolators, can there be hazards from electrical stray fields or Avoid touching electrical assemblies if connected to the circuit arrangement according to the invention consumers are switched off.

Die vollständige Schaltungsanordnung kann in einem Gehäuse mit Zwei- oder Dreidrahtanschluß untergebracht werden, welches in normale Unterputzdosen eingesetzt werden kann. Damit ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung als Ergänzungsbaugruppe von elektronischen Treppenhauslichtautomaten oder als selb ständiger Treppenhauslichtautomat besonders geeignet. Der besondere Vorteil dieser Ausführung ist darin zu sehen, daß die Schaltungsanordnung damit in der vorhandenen Hausin stallation eingesetzt werden kann, ohne daß schaltungs technische Änderungen erforderlich wären. Damit läßt sich auch eine Sicherheitsschaltung zur ferngesteuerten Betätigung des Treppenhauslichtes realisieren.The complete circuit arrangement can be in one housing Two or three wire connection can be accommodated, which in normal flush-mounted boxes can be used. So that's it Circuit arrangement according to the invention as a supplementary assembly of electronic staircase lighting automats or as the same permanent staircase lighting system particularly suitable. Of the A particular advantage of this version is that the circuit arrangement in the existing house stallation can be used without switching technical changes would be required. It can also be used a safety circuit for remote control of the Realize staircase lighting.

Andere Anwendungsfälle sind innerhalb von Alarmanlagen, für Schaufensterbeleuchtung, Bühnenbeleuchtung oder für die Straßenbeleuchtung zu sehen, wobei auch eine Anwendung in Wohnräumen möglich ist, indem die Schaltungsanordnung im Stand-by-Betrieb betrieben werden kann und in Verbindung mit einem Bewegungsmelder oder einem anderen Sensor aktiviert werden kann. Other uses are within alarm systems, for Shop window lighting, stage lighting or for that Street lighting can be seen, also an application in Living rooms is possible by the circuit arrangement in Stand-by operation and can be operated in conjunction with a motion detector or another sensor activated can be.

Die Schaltungsanordnung kann in der Weise betrieben werden, daß der oder die elektrischen Verbraucher nach einem Start signal zunächst weich eingeschaltet und während der vorgegebe nen Zeit mit voller Helligkeit betrieben werden. Das Abschal ten des Verbrauchers erfolgt dann durch eine Reduzierung der Leistung um etwa die Hälfte, wonach die Leistung nachfolgend kontinuierlich auf Null reduziert wird. Das hat den Vorteil, daß der Benutzer einen deutlichen Hinweis darauf erhält, daß er rechtzeitig einen Neustart vornehmen sollte. Außerdem be steht dadurch die Möglichkeit, die Einschaltzeit so kurz wie möglich zu halten, d. h. es entsteht ein Energiespareffekt, ohne daß damit Nachteile für den Benutzer verbunden wären.The circuit arrangement can be operated in such a way that the electrical consumer (s) after a start signal initially switched on softly and during the operating at full brightness. The scarf ten of the consumer is then done by reducing the Performance by about half, followed by performance is continuously reduced to zero. That has the advantage, that the user receives a clear indication that he should restart in time. In addition be This enables the switch-on time to be as short as to keep possible, d. H. there is an energy saving effect, without any disadvantages for the user.

Die Leistungsreduzierung kann auch in der Weise erfolgen, daß der elektrische Verbraucher nach dem Abschalten im Stand-by- Betrieb mit geringer Leistung weiterbetrieben wird, so daß bei geringstem Energieverbrauch eine Notbeleuchtung realisiert werden kann, die vor allen Dingen in viel frequentierten Räumen, wie dies beispielsweise in einer Toilette einer Gast stätte von Vorteil ist. Das Zuschalten der Beleuchtung sollte in letzterem Fall zweckmäßig durch einen Bewegungsmelder er folgen.The power reduction can also be done in such a way that the electrical consumer after switching off in stand-by Operation continues with low power, so that at emergency lighting implemented with the lowest energy consumption that can be frequented above all in a lot Rooms, such as in a guest's toilet is an advantage. Switching on the lighting should in the latter case, he expediently by a motion detector consequences.

Von Vorteil ist das weiche Einschalten des Verbrauchers, bei spielsweise der Beleuchtung nach dem Startsignal, so daß Adaptionsschwierigkeiten der Augen und die sonst kurzzeitig mögliche Blendgefahr vermieden wird. Die nach Ablauf der vor gegebenen Zeit vorgenommenen stufenweise und/oder kontinuier liche Verringerung der Leistung zeigt dem Benutzer eines Treppenhauses rechtzeitig an, daß mit einem vollständigen Abschalten der Beleuchtung zu rechnen ist. Damit hat der Be nutzer die Möglichkeit, ein erneutes Startsignal auszulösen, so daß der beschriebene Vorgang erneut abläuft.The soft switch-on of the consumer is an advantage for example, the lighting after the start signal, so that Adaption difficulties of the eyes and those that are otherwise brief possible risk of glare is avoided. The after the expiration of the given time gradually and / or continuously performance reduction shows the user one Stairwell in time at that with a full Switching off the lighting is to be expected. So the Be users the opportunity to trigger a new start signal, so that the process described runs again.

Claims

1. A method for controlling electrical consumers, for example a staircase lighting controller provided with a microcontroller for the time control for switching the staircase lighting on and off, or for controlling other lighting or actuating devices, characterized in that the electrical consumer after a start signal next soft turned on and operated at full brightness for the predetermined time and that the consumer is switched off by gradually and / or continuously reducing the power.

2. The method according to claim 1, characterized records that the electrical consumer at Switching off initially to a reduced power is switched and the power after a predetermined delay time continuously reduced becomes.

3. The method according to claim 2, characterized records that the electrical consumer at Switching off initially switched to half the power becomes.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized ge indicates that the electrical consumer after switching off in standby mode with less Performance is continued.

5. Circuit arrangement for performing the method according to Claims 1 to 4, with input channels, a microcon troller to control the timing and function sequence and with output channels connected to power outputs are characterized in that the microcontroller a switchable supply voltage preparation for direct or alternating voltage tet is that the power outputs are adjustable and with a circuit arrangement for load detection is provided, and that the input channels into a first and a second Group of inputs are divided.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized ge indicates that the first group of the A gears directly connected to the controller and that the second group of inputs with the data acquisition scarf device of the microcontroller is connected.

7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized ge indicates that the data acquisition circuit an address assignment circuit is connected downstream with is connected to the power outputs.

8. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the Power outputs as intelligent power outputs are formed, which are fed back to the microcontroller are.

9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized ge identifies that intelligent performance outputs include a voltage controlled dimmer.

10. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 9, characterized in that the Power outputs can be operated as a mains isolator.

11. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 10, characterized in that the Input channels are connected to a sensor keypad, that in a push button housing with a switching and / or Sensor electronics is arranged.

12. Circuit arrangement according to one of claims 5 to 11, characterized in that the Microcontroller manages multiple time zones in parallel.