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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit sowie ein
Beleuchtungssystem, das eine Anzahl der Beleuchtungseinheiten umfasst. DE-A-4,022,108
und DE-A-4,003,778 betreffen eine Beleuchtungseinheit, die mit Hilfe
von infrarotcodierten Signalen zwischen einer Fernbedienungseinheit und
Infrarotempfängern
ferngesteuert werden kann. Die Verwendung eines einzelnen Strahlkommunikationstyps
zwischen einer Fernbedienungseinheit und einer Beleuchtungseinheit
erfordert typischerweise eine komplexe Codierung jeder Beleuchtungseinheit, die
sorgfältig
eingegeben werden muss, um die Aktivierung individueller Lampen
zu erzielen und daraufhin die Position der Lampen zu steuern. Das
Problem, das die Erfindung angeht, besteht in der Überwindung
dieser Komplexitäten,
indem eine Einheit vorgeschlagen wird, die auf ein vereinfachtes
Auswahl- und Positionssteuersystem anspricht, wobei die Beleuchtungseinheit
eine Anzahl individuell beweglicher Lampen aufweist.
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Gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Beleuchtungseinheit geschaffen,
die Folgendes umfasst: eine Anzahl individuell beweglicher Lampen;
Motoreinrichtungen zum Einstellen der Position der Lampen; Steuerungseinrichtungen
zum Übertragen
von Antriebssignalen zu den Motoreinrichtungen in Abhängigkeit
von empfangenen Steuerungssignalen; einen oder mehrere Detektoren
zum Empfangen fern emittierter Strahlen, bei denen es sich um einen
relativ breiten Strahl handelt; wobei die Beleuchtungseinheit dadurch
gekennzeichnet ist, dass die Detektoren auf zwei verschiedene Arten
von fern emittierten Strahlen ansprechen, wobei es sich bei der
ersten Strahlenart um einen relativ schmalen Strahl handelt, der zur
Aktivierung der Lampe präzise
auf die Beleuchtungseinheit gerichtet sein muss, und es sich bei
der zweiten Strahlenart um einen relativ breiten Strahl zum Auslösen der
Positionierung der Lampen handelt, wobei keine Präzision von
Seiten des Bedieners erforderlich ist.
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Dies
ist vorteilhaft, da es ermöglicht,
dass individuelle Lampen individuell ausgewählt und daraufhin gesteuert
werden können.
Des Weiteren verhindert dies beispielsweise, dass notwendigerweise
alle Lampen aktiviert werden müssen,
um nur eine der Lampen zu steuern. Mit anderen Worten ermöglicht dies,
dass eine einzelne Lampe gesteuert werden kann, während sich
die Anderen in einem Ruhezustand befinden. Dadurch wird ebenfalls
vermieden, dass komplexe Verarbeitungsmittel und Fernbedienungseinheiten
für den
Auswahlvorgang individueller Lampen integriert werden müssen. Es
ermöglicht
die schnelle Einstellung von Anzeigen mit mehreren Leuchten, indem
anfänglich
einfach auf eine einzelne Lampe gezeigt wird und daraufhin die Position
der ausgewählten
Lampe in einer Weise gesteuert wird, in der sich der Bediener beispielsweise
darauf konzentrieren kann, wo die Leuchte aufleuchtet, anstatt dass
er präzise
auf die ausgewählte
Lampe zielen muss, während
deren Position eingestellt wird.
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Es
wird ebenfalls die herkömmliche
Denkweise hinsichtlich Fernbedienungsbeleuchtungseinheiten umgekehrt,
bei denen die Tendenz darin besteht, die Verwendung von Fernbedienungseinheiten anzustreben,
die vorzugsweise von einem nicht-direktionalen Typ sind, indem die
Kombination relativ schmaler Strahlen, die eine präzise Ausrichtung
erfordern, und relativ breiter Strahlen zur Auslösung der Positionierung der
Lampen vorgeschlagen wird, wobei die Präzision seitens des Bedieners
nicht erforderlich ist.
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2 zeigt
die Fernbedienungseinheit aus 1 ausführlicher;
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3 zeigt
eine alternative Fernbedienungseinheit zu der aus 2;
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4 zeigt
die Hauptkomponenten der Fernbedienungseinheit aus 2 schematisch;
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5 zeigt
eine isometrische Ansicht der Beleuchtungseinheit 101 aus 1;
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6 zeigt
die Beleuchtungseinheit 101 aus 1, die von
der Beleuchtungsschiene entnommen ist;
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7 zeigt
die allgemeine physikalische Auslegung der Komponenten innerhalb
des Gehäuses
der Beleuchtungseinheit 101;
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8A,
und 8B zeigen die Tachoscheibe 712 und den
optischen Sensor 714 jeweils in einer Seitenansicht und
einer Endansicht;
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9A und 9B zeigen
das Ausgangskennzeichen 715 und den entsprechenden Sensor 716 jeweils
in einer Seitenansicht und einer Endansicht;
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10 zeigt
die elektrischen und elektronischen Hauptelemente der Beleuchtungseinheit 101;
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11 zeigt
einen Ablaufplan, der den Betrieb des Mikrokontrollers der Beleuchtungseinheit 101 veranschaulicht;
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12 zeigt
den Schritt 1104 des Ansprechens auf Steuersignale, die
von dem Infrarotdetektor empfangen werden, ausführlicher;
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13 zeigt
den Schritt 1106 des Ansprechens auf "Position-Auswählen"-Steuersignale ausführlicher;
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14 zeigt
die Hauptkomponenten einer zu der aus 4 alternativen
Fernbedienungseinheit schematisch; und
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15 zeigt
die elektrischen und elektronischen Hauptelemente einer alternativen
Beleuchtungseinheit schematisch, die für den Empfang von Befehlen
von der Fernbedienungseinheit aus 14 geeignet
ist.
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In 1 ist
ein Beleuchtungssystem gezeigt. Das Beleuchtungssystem umfasst zwei
Beleuchtungseinheiten 101 und 102 und eine tragbare
Fernbedienungseinheit 103. Die Beleuchtungseinheiten 101 und 102 sind
gleich und jede weist jeweils ein Lampengehäuse 111 und 112 auf,
die jeweils die Lampen 121 und 122 aufnehmen.
Die Lampen in diesem Beispiel sind PAR36-Halogenlampen. Jedoch können andere
elektrische Lampen verwendet werden, die in der Lage sind, einen
Lichtstrahl zu erzeugen.
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Die
Beleuchtungseinheiten 101 und 102 sind an einer
herkömmlichen
Beleuchtungsschiene 104 befestigt, von der sie Netzstrom
erhalten. Die Beleuchtungsschiene 104 selbst ist an der
Decke des Raums befestigt, in dem sich der menschliche Bediener 105 des
Systems befindet. Das Beleuchtungssystem ist für die Beleuchtung jedes Bereichs
geeignet, in dem gerichtetes Licht gewünscht ist. Beispielsweise ist
das System für
Essbereiche, Kunstgalerien usw. geeignet. Wie aus der folgenden
Beschreibung ersichtlich wird, benötigt der Bediener 105 wenig technisches
Verständnis,
um die Beleuchtung in dem Raum einzustellen.
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Die
Beleuchtungseinheiten 101 und 102 umfassen jeweils
Elektromotoren, mit denen sie in der Lage sind, ihre jeweiligen
Lampen individuell zu schwenken und zu neigen. Darüber hinaus
enthalten die Einheiten eine Stromregelungsschaltungsanordnung,
die ermöglicht,
dass der Strom, der ihren Lampen bereitgestellt wird, individuell
variiert werden kann, d.h., dass die Lampen abgedunkelt oder ausgeschaltet
werden können.
Das Schwenken, Neigen und Abdunkeln jeder Lampe wird von dem Bediener 105 unter
Verwendung der Fernbedienungseinheit 103 gesteuert.
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Um
eine Kommunikation zwischen der Fernbedienungseinheit 103 und
den Beleuchtungseinheiten 101 und 102 herzustellen,
emittiert die Fernbedienungseinheit zwei unterschiedliche Strahlungsarten und
die Beleuchtungseinheiten weisen Sensoren auf, die so angeordnet
sind, dass sie diese Strahlungsarten erfassen. Die erste Strahlungsart
ist moduliertes Licht und bei dem vorliegenden Beispiel nimmt diese die
Form von moduliertem Laserlicht an. Die zweite Strahlungsart bei
der vorliegenden Ausführungsform ist
moduliertes und codiertes Infrarotlicht.
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Die
beiden Strahlungsarten haben zwei unterschiedliche Verwendungen.
Der schmale Lichtstrahl wird von dem Bediener verwendet, um eine
bestimmte Lampe auszuwählen,
die eingestellt werden soll. Bei der Auswahl einer Lampe tritt die
relevante Beleuchtungseinheit in einen aktivierten Modus ein, bei
dem sie Befehle empfängt
und auf diese anspricht, die über
das codierte Infrarotlicht empfangen wurden. Das Infrarotlicht wird
daher dazu verwendet, Befehlscodes hinsichtlich der Bewegung, Position, Abdunklung
usw. einer Lampe zu einer ausgewählten
Beleuchtungseinheit zu übertragen.
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Um
beispielsweise die Ausrichtung eines ausgewählten Lampe einzustellen, in
diesem Fall entweder der Lampe 121 oder 122, muss
die Lampe zuerst ausgewählt
werden, wodurch die relevante Beleuchtungseinheit in den aktivierten
Modus versetzt wird. Dazu drückt
der Bediener eine Taste auf der Fernbedienungseinheit 103,
was zur Folge hat, dass die Fernbedienungseinheit einen schmalen Strahl
von moduliertem Licht erzeugt. In diesem Beispiel umfasst die Fernbedienungseinheit 103 eine Laserdiode,
die sie zur Erzeugung des Lichtstrahls verwendet. Dieser modulierte
Lichtstrahl wird von dem Bediener 105 auf einen Lichterfassungssensor gerichtet,
der sich an der Unterseite der ausgewählten Beleuchtungseinheit befindet.
Bei Empfang des modulierten Lichts am Sensor, erleuchtet die Beleuchtungseinheit
eine grüne
Leuchtdiode (LED), um dem Bediener anzuzeigen, dass die Lampe ausgewählt wurde,
und die Beleuchtungseinheit tritt in ihren aktivierten Modus ein.
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Somit
muss der Lichtstrahl, der zur Auswahl einer Lampe verwendet wird,
ausreichend schmal sein, damit er auf einen bestimmten Sensor scheinen kann,
ohne andere Lichtsensoren, die zu benachbarten Lampen gehören, zu
beleuchten.
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Nachdem
der Bediener die erleuchtete grüne LED
gesehen hat, wählt
er daraufhin eine zweite Taste auf der Fernbedienung und drückt diese.
Durch Drücken
der relevanten Taste kann der Bediener die Beleuchtungseinheit anweisen,
die ausgewählte Lampe
im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn zu schwenken, die
Lampe aufwärts
oder abwärts
zu neigen, die Helligkeit der Lampe zu erhöhen oder zu verringern oder
die Lampe ein- oder auszuschalten. Während der Einstellung der Position
der Lampe wird die Aufgabe normalerweise erleichtert, wenn der Bediener
den Strahl, der von der Lampe erzeugt wird, anstatt die Lampe selbst
beobachten kann. Wenn die Beleuchtungseinheit beispielsweise in
einer Kunstgalerie verwendet wird, kann der Bediener den Lichtstrahl
beobachten, wenn er in Richtung einer Skulptur bewegt wird. Aus
diesem Grund ist das Infrarotlicht, das von der Fernbedienungseinheit 103 gesendet
wird, ein breiter Strahl, der dem Bediener ermöglicht, Einstellungen vorzunehmen,
ohne dass er sehr präzise
sein muss, wenn die Fernbedienung auf die Beleuchtungseinheit gerichtet
wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die beiden Beleuchtungseinheiten so
hergestellt sind, dass sie voneinander nicht unterschieden werden
können, und
so angeordnet sind, dass sie beide dasselbe modulierte Licht, beide
dasselbe Infrarotlicht und beide dieselben Codes, die von dem Infrarotlicht
getragen werden, empfangen und darauf ansprechen. Da jedoch jede
Lampe von dem modulierten Laserlicht ausgewählt werden kann, kann die Bewegung
und die Helligkeit jeder Lampe individuell gesteuert werden.
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Falls
zusätzliche
Beleuchtungseinheiten erforderlich sind, ist des Weiteren jetzt
ersichtlich, dass in diesem Fall Einheiten, die den Einheiten 101 und 102 entsprechen,
mit der Beleuchtungsschiene oder einer anderen Beleuchtungsschiene
in dem Raum verbunden und unter Verwendung derselben Fernbedienung
auf einer individuellen Basis bedient werden können. Dies erfolgt ohne den
Bedarf einer erneuten Verdrahtung oder einer erneuten Programmierung der
Beleuchtungseinheiten oder der Fernbedienungseinheit 201,
da alle Beleuchtungseinheiten, wie beispielsweise die Beleuchtungseinheit 101, eines Systems
auf denselben Typ von moduliertem Licht und dieselben Infrarotcodes
ansprechen. D.h. dass die Beleuchtungseinheiten nicht mit einem
Identitätscode
programmiert werden müssen,
der sie identifiziert, bevor sie innerhalb eines Systems installiert werden.
Daher kann das Beleuchtungssystem so erweitert werden, dass es eine
unbegrenzte Anzahl derartiger Beleuchtungseinheiten umfasst.
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Zusätzlich zur
Steuerung der Bewegung usw. der Lampe, kann der Bediener ebenfalls
Informationen speichern, die die gegenwärtige Ausrichtung der Lampe
definieren oder die Lampe zu einer Position bewegen, die von den
gespeicherten Informationen definiert wird, indem er eine andere
Taste auf der Fernbedienungseinheit 103 drückt. Beispielsweise
kann der Bediener 105 häufig
wünschen,
dass die Lampe 121 in einer oder mehreren bestimmten Ausrichtungen
erneut positioniert wird, und, nachdem er eine Lampe in einer Ausrichtung
positioniert hat, die als nützlich
angesehen wird, kann der Bediener somit die Beleuchtungseinheit
anweisen, Informationen zu speichern, die diese Ausrichtung definieren.
Wenn dieselbe Ausrichtung daraufhin in der Zukunft wieder gewünscht wird,
kann der Bediener die Beleuchtungseinheit anweisen, die gespeicherten
Informationen abzurufen und die Beleuchtungseinheit somit veranlassen,
die Lampe in diese Ausrichtung zu bewegen.
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Die
Fernbedienungseinheit 103 aus 1 ist in 2 ausführlich gezeigt.
Die Fernbedienungseinheit 103 weist eine Größe und ein
Gewicht auf, die ermöglichen,
dass sie leicht in der Hand getragen werden kann. Die Laserdiode
(in 2 nicht gezeigt) und die Infrarot- LED (in 2 nicht
gezeigt) sind an einem vorderen Ende 201 der Fernbedienungseinheit
montiert, so dass sich ihre jeweiligen Strahlen vorwärts von
dem vorderen Ende erstrecken, wenn die Fernbedienungseinheit 103 betätigt wird.
Die Fernbedienungseinheit 103 weist eine einzelne Taste 202 auf,
die gedrückt
wird, um die Laserdiode zu betätigen,
und gedrückt
gehalten wird, während
der Bediener den Laserstrahl auf den Sensor einer ausgewählten Lampe
richtet. Benachbart zur Taste 202 befindet sich eine Taste 203 zum
Schwenken im Uhrzeigersinn, eine Taste 204 zum Schwenken
gegen den Uhrzeigersinn, eine Taste 205 zum Aufwärtsneigen und
eine Taste 206 zum Abwärtsneigen.
Darüber
hinaus gibt es Tasten zum Erhöhen
der Helligkeit, 207, zum Verringern der Helligkeit, 208 und
zum Ein- und Ausschalten der Lampe, 209.
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Wenn
daher die Ausrichtung einer ausgewählten Lampe eingestellt werden
soll, drückt
der Bediener einfach die Lasertaste 202 und richtet den
Laserstrahl auf den Sensor, der der ausgewählten Lampe entspricht, und
nachdem der Bediener an der LED der Beleuchtungseinheit gesehen
hat, dass sie ausgewählt
wurde, drückt
er die entsprechende Taste der vier Positionierungstasten 202 bis 205.
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Die
verbleibenden vier Tasten 210, 211, 212 und 213 an
der oberen Fläche
der Fernbedienungseinheit 103 betreffen die Speicherung
und Abrufung nützlicher
Lampenausrichtungen und Helligkeitseinstellungen. Die Fernbedienungseinheit
weist darüber hinaus
eine Flüssigkristallanzeige
(LCD) 214 auf, die die Verwendung dieser vier Tasten vereinfacht.
Die Beleuchtungsein heiten 101 und 102 sind jeweils
in der Lage, Informationen zu speichern, die dreiundzwanzig unterschiedliche
Lampenausrichtungen bzw. Helligkeitsregelungseinstellungen definieren. Wenn
eine Lampe zu einer nützlichen
Position bewegt wurde, die gespeichert werden soll, muss der Bediener
daher zuerst eine Zahl zwischen eins und dreiundzwanzig wählen, die
die Position definiert. Diese Auswahl der Zahl wird durchgeführt, indem nach
Bedarf eine Pre-Set-Aufwärts-Taste 210 oder eine
Pre-Set-Abwärts-Taste 211 gedrückt wird.
Durch Drücken
dieser Tasten wird die Zahl, die vom dem LCD 214 angezeigt
wird, innerhalb des Bereichs von eins bis dreiundzwanzig jeweils
vergrößert oder
verringert. Wenn die gewünschte
Zahl ausgewählt
ist und von dem LCD 214 angezeigt wird, drückt der
Bediener die Taste "Record
Pre-Set" 212.
Dadurch wird der Kontroller in einen Aufzeichnungsmodus versetzt.
Daraufhin drückt
der Bediener die Taste "Send-Pre-Set" 213, wodurch
die Fernbedienungseinheit 201 codiertes Infrarotlicht zur
gegenwärtig
aktivierten Beleuchtungseinheit sendet, das die Einheit anweist,
Informationen, die ihre gegenwärtigen
Ausrichtungs- und Helligkeitsregelungseinstellungen definieren,
innerhalb ihres Speicherplatzes zu speichern, der von der ausgewählten Zahl
identifiziert wird.
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Nachdem
die Positionsdaten auf diese Weise gespeichert sind, kann der Bediener
eine gewählte
Lampe neu positionieren, indem er die Lampe zuerst mit Hilfe des
Lasers auswählt,
die gespeicherte Position auswählt,
indem er die relevante Zahl unter Verwendung der Tasten 210 und 211 und
des LCD 214 auswählt,
und daraufhin die Taste "Send-Pre-Set" 213 drückt. Beim
Drücken
der Taste 213 sendet die Fernbedienungseinheit 201 codiertes Infrarotlicht,
das die Beleuchtungseinheit anweist, Positionsdaten und Helligkeitsregelungsdaten
aus ihrem relevanten Speicherplatz abzurufen und daraufhin die ausgewählte Lampe
nach Bedarf zur definierten Position zu bewegen und die Helligkeitseinstellung
einzustellen.
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Die
Beleuchtungseinheiten 101 und 102 sind so konfiguriert,
dass sie Infrarotcode sogar dann empfangen, wenn sie nicht von moduliertem
Licht ausgewählt
wurden, bevor jedoch eine Lampe einer Beleuchtungseinheit ausgewählt wird,
spricht die Beleuchtungseinheit nicht auf die empfangenen Befehle an.
Eine Lampe wird sowohl ausgewählt,
indem sie das modulierte Licht empfängt, als auch wenn der Infrarotsensor
einer Beleuchtungseinheit einen "Alles-Auswählen"-Code empfängt. Da
das Infrarotlicht als relativ breit gewinkelter Strahl gesendet
wird, bedeutet dies, dass mehrere oder alle Beleuchtungseinheiten
auf einmal ausgewählt
werden können.
Die Beleuchtungseinheiten sind so konfiguriert, dass sie auf Befehle
zum Abrufen von Positionsdaten aus ihrem Speicher ansprechen und
ihre Lampe zur relevanten vorherbestimmten Position bewegen, wenn sie
auf diese Weise ausgewählt
werden.
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Zu
diesem Zweck ist ein Paar "Alles-Auswählen"-Tasten 215 und 216 an
gegenüberliegenden Seiten
der Fernbedienungseinheit 103 angeordnet. Wenn die "Alles-Auswählen"-Tasten 215 und 216 gleichzeitig
gedrückt
werden, sendet die Fernbedienungseinheit 103 mit Hilfe
ihrer Infrarot-LED einen "Alles-Auswählen"-Code.
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Daher
kann der Bediener 105 für
jede Beleuchtungseinheit Positionsdaten für eine bestimmte Beleuchtungsanordnung
auf einer individuellen Basis beispielsweise in dem Speicherplatz
Nummer 10 speichern. Wenn daraufhin dieselbe Beleuchtungsanordnung
erneut gefordert wird, kann der Bediener alle Beleuchtungseinheiten
auswählen,
indem er die "Alles-Auswählen"-Tasten 215 und 216 drückt und daraufhin
die Nummer 10 auf der LCD 214 auswählt, bevor er die Taste "Send-Pre-Set" 213 drückt. Somit können alle
Beleuchtungseinheiten veranlasst werden, gleichzeitig zu voreingestellten
Positionen zurückzukehren.
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Bei
einem alternativen Beleuchtungssystem sind die Beleuchtungseinheiten
so konfiguriert, dass sie zehn Sätze
von Positionsdaten und Helligkeitseinstellungsregelungsdaten in
Speicherplätzen
speichern, die als eins bis zehn identifiziert sind. Jedoch werden
andere Speicherplätze
zur Speicherung von Zeitintervallen verwendet, die Bewegungsabläufe betreffen.
Beispielsweise kann ein Speicherplatz, der als "11" identifiziert
ist, ein Zeitintervall von 10 Sekunden speichern, während ein
Speicherplatz "12" ein Zeitintervall
von zwanzig Sekunden speichern kann, usw. Wenn daraufhin eine derartige
Beleuchtungseinheit einen Befehl von einer Fernbedienungseinheit
empfängt,
die voreingestellten Daten "11" abzurufen, interpretiert
sie einen derartigen Befehl als einen Befehl, eine Anzahl von gespeicherten
Positionen zu durchlaufen. Die Beleuchtungseinheit ruft die Zeitspanne
von zehn Sekunden aus dem Speicherplatz "11" ab,
daraufhin ruft sie Daten aus den Speicherplätzen eins bis zehn ab und bewegt
die Lampe mit einer Verzögerung
von zehn Sekunden zwischen jeder Bewegung durch die entsprechenden
Positionen. Wenn entsprechend der Befehl 'voreingestellte Daten "12" abrufen' empfangen wird,
schreitet die Lampe wiederum durch die Positionen, die von den Daten
in den Speicherplätzen
eins bis zehn definiert sind, diesmal jedoch mit einer Verzögerung von zwanzig
Sekunden zwischen den Lampenbewegungen. Dadurch, dass die Beleuchtungseinheiten
diese Fähigkeit
aufweisen, ihre Lampen durch vorherbestimmte Positionen zu bewegen,
ist das System in der Lage, eine dynamische Beleuchtungsausstellung zu
erzeugen.
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In 3 ist
eine alternative Fernbedienungseinheit 301 zu der aus 2 gezeigt.
Das Aussehen der Fernbedienungseinheit 301 entspricht der
Einheit 103, außer,
dass sie nicht den LCD oder die vier Tasten, die zum Speichern und
Abrufen von Positionsdaten verwendet werden, oder die "Alles-Auswählen"-Tasten aufweist.
Daher weist sie nur eine Laseraktivierungstaste 302, vier
Bewegungssteuerungstasten 303, 304, 305 und 306,
eine Helligkeitserhöhungstaste 307,
eine Helligkeitsverringerungstaste 308 und eine EIN-AUS-Taste 309 auf,
die dieselben Funktionen wie die entsprechenden Tasten 202 bis 209 der
Einheit 103 aufweisen.
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Die
Fernbedienungseinheit 301 kann ebenfalls mit dem Beleuchtungssystem
aus 1 verwendet werden, d.h. mit Beleuchtungseinheiten,
wie beispielsweise 101 und 102, in Fällen, in
denen ein weniger anspruchsvoller Kontroller erforderlich ist. Beispielsweise
kann der Bediener 105 für
die Einstellung von vorherbestimmten Positionen verantwortlich sein
und benutzt die Fernbedienungseinheit 103 dementsprechend,
während
andere Bediener, die weniger ausgebildet sind, die einfachere Bedienungseinheit 301 verwenden,
um Einstellungen an individuellen Beleuchtungseinheiten vorzunehmen.
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Die
Hauptkomponenten der Fernbedienungseinheit 103 aus 2 sind
in 4 schematisch gezeigt. Die Fernbedienungseinheit 103 umfasst
einen RISC-artigen Acht-Bit-Mikrokontroller 401,
der einen eingebauten Programmspeicher PROM (programmierbarer Festwertspeicher)
aufweist, der die Betriebsbefehle der Einheit enthält, sowie
einen eingebauten RAM (Direktzugriffsspeicher) mit einhundertsechzig
Bytes. Ein geeigneter Mikrokontroller wird von Holtek mit der Teilenummer HT48R50A-1
vertrieben. Der Mikrokontroller 401 empfängt Eingaben
von der Tastenschalteranordnung 402, die die vierzehn Tasten 202 bis 213, 215 und 216 umfasst.
Abhängig
von den empfangenen Eingaben von der Tastenanordnung stellt der
Mikrokontroller geeignete Ausgabesignale für den LCD 214, das
Laserdiodenmodul 403 oder die Infrarot-LED 404 bereit.
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Das
Laserdiodenmodul 403 ist bei dem vorliegenden Beispiel
das Lasermodul LM-01, das von der Eubon Technology Co. Ltd. vertrieben
wird, und während
des Betriebs ein Signal von dem Mikrokontroller 401 empfängt, das
es bei einer Frequenz von einem kHz (Kilo-Hertz) ein- und ausschaltet,
d.h. es sendet Laserlicht, das mit einer Frequenz von einem kHz
moduliert wird.
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Die
Infrarot-LED 404 wird von Vishay als IR-LED vom Typ TSUS540
vertrieben. Der Mikrokontroller 401 erzeugt Steuersignale,
indem ein Signal codiert wird, das bei achtunddreißig kHz
moduliert wird, und diese Steuer signale werden von der Infrarot-LED
in einen Infrarotstrahl umgewandelt und von dieser als Infrarotstrahl
gesendet.
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Die
Beleuchtungseinheit 101 aus 1 ist in der
isometrischen Ansicht aus 5 ausführlicher gezeigt.
Die Beleuchtungseinheit umfasst ein Gehäuse 501, das mit einer
Antriebswelle mit dem Lampengehäuse
und mit einer zweiten Antriebswelle mit einem Beleuchtungsschienenanschluss 502 verbunden
ist. Die Beleuchtungseinheit 101 ist mit Hilfe des Beleuchtungsschienenanschlusses 502 mit
der Beleuchtungsschiene 104 verbunden. Bei diesem Beispiel
wird die Beleuchtungsschiene von Eutrac hergestellt.
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Der
Anschluss 502 empfängt
von der Beleuchtungsschiene 104 Netzstrom und stützt ebenfalls
das Gewicht der Beleuchtungseinheit 101. Wenn der Anschluss 502 in
der Beleuchtungsschiene befestigt ist, stellt er des Weiteren eine
Verankerung bereit, um die sich das Gehäuse 501 und das Lampengehäuse 112 drehen
können,
wodurch ein Schwenken der Lampe 112 ausgeführt wird.
Ein Neigen der Lampe 112 wird einfach dadurch ausgeführt, dass das
Lampengehäuse
im Verhältnis
zum Gehäuse 501 gedreht
wird.
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Die
Beleuchtungseinheit 101 ist in 5 in einer
Position gezeigt, die als ihre "Ausgangsposition" bezeichnet wird,
wobei ihr Gehäuse
parallel zur Schiene 104 angeordnet ist und ihr Lampengehäuse die
Lampe abwärts
richtet. Wie beschrieben wird, ist die Lampe so angeordnet, dass
sie in der Lage ist, sich selbst in die "Ausgangsposition" auszurichten, und die gespei cherten
Positionsdaten werden in Bezug auf diese Position ermittelt.
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In
der Unterseite des Gehäuses 501 ist
ein flaches Fenster 503 angeordnet. Das Fenster 503 ist für sichtbares
Licht und für
Infrarotlicht bei den Wellenlängen,
die von der Laserdiode und der Infrarot-LED der Fernbedienungseinheit 103 gesendet werden,
transparent. Somit ermöglicht
das Fenster 503 einen Zugriff des Laserlichts und des Infrarotlichts
auf Sensoren, die sich hinter dem Fenster befinden.
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Die
grüne LED 504,
die erleuchtet wird, wenn die Lampe 112 ausgewählt ist,
ist ebenfalls an der Unterseite des Gehäuses 501 angeordnet.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
ist das Fenster 503 so geformt, dass es ein Paar Linsen definiert,
die nebeneinander angeordnet und so konfiguriert sind, dass ankommende
Strahlung auf die beiden Sensoren fokussiert wird.
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Die
Beleuchtungseinheit 101 aus 1 ist in 6 von
der Beleuchtungsschiene entfernt gezeigt. Die Beleuchtungseinheit 101 ist
ein unabhängiges Modul,
das mit Hilfe ihres Anschlusses 502 leicht mit einer Beleuchtungsschiene
verbunden und von dieser getrennt werden kann. Wie zuvor beschrieben wurde,
kann die Anzahl derartiger Einheiten, die in einem Schienenlichtsystem
enthalten sind, daher einfach angepasst werden. Wenn darüber hinaus
aus irgendeinem Grund eine Beleuchtungseinheit ersetzt werden muss,
kann dies sehr einfach und schnell erfolgen, indem eine Einheit
aus der Schiene ausgeklinkt wird und eine neue Einheit eingerastet
wird. Da der Anschluss 502 darüber hinaus von einem herkömmlichen
Typ ist, kann die Beleuchtungseinheit 101 dazu verwendet
werden, eine bestehende statische Beleuchtungseinheit innerhalb
eines bestehenden Beleuchtungssystems ohne weitere Änderungen an
diesem System zu ersetzen.
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Die
allgemeine physikalische Auslegung der Komponenten innerhalb des
Gehäuses
der Beleuchtungseinheit 101 ist in 7 gezeigt.
Elektrische Kabel 701 verbinden die Klemmen des Anschlusses 502 mit
der Stromversorgungsschaltungsanordnung 702 innerhalb des
Gehäuses 501.
Die Kabel 701 treten durch eine hohle Antriebswelle 703,
die den Anschluss 502 mit dem Gehäuse verbindet, in das Gehäuse 501 ein.
Die Stromversorgungsschaltungsanordnung 702 legt an die
Steuerschaltungsanordnung 704 eine geregelte Spannung an
und umfasst ebenfalls einen Transformator, der Strom mit Hilfe von
Kabeln an die Lampe 121 anlegt, die durch eine zweite hohle
Antriebswelle 753 verlaufen.
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Zum
Zweck der Einfachheit und Deutlichkeit wurden andere elektrische
Anschlüsse
aus 7 ausgelassen, jedoch werden weitere Einzelheiten davon
später
unter Bezugnahme auf 9 bereitgestellt.
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Wie
zuvor beschrieben, ist die grüne
Anzeige-LED 504 in der unteren Wand des Gehäuses 501 angeordnet
und der Infrarotsensor 706 und der Lichtsensor 707 sind
hinter dem Fenster 503 angeordnet.
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Die
Antriebswelle 703 ist innerhalb von Lagern angeordnet,
so dass sie im Verhältnis
zum Gehäuse 501 gedreht
werden kann, während
sie starr an dem Anschluss 502 befestigt ist. Bei Betrieb
wird das Gehäuse
somit durch Antreiben der Welle 703 gedreht. Die Welle 703 stützt ein
Stirnrad 708, das so in ein Antriebszahnrad 709 eingreift,
dass die Welle 703 bei Drehung des Antriebszahnrads angetrieben wird.
Das Antriebszahnrad 709 selbst wird von einem Elektromotor 710 über ein
Untersetzungsgetriebe 711 angetrieben. Der Elektromotor 710 und
das Untersetzungsgetriebe 711 sind eine einzige Einheit,
die dafür
konfiguriert ist, das Antriebszahnrad 709 mit etwa acht
Umdrehungen pro Minute zu drehen, wenn der Motor zwölf Volt
empfängt.
Zusätzlich
zur Bereitstellung des erforderlichen Drehmoments stellt das Zahnrad 711 ebenfalls
sicher, dass die Lampe nicht schwenkt, wenn kein Strom an den Motor 710 angelegt
wird.
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Eine
geschlitzte Tachoscheibe 712 ist mit einer hinteren Welle 713 fest
verbunden, die sich von der Rückseite
des Elektromotors 710 erstreckt. Die Tachoscheibe 712 befindet
sich innerhalb eines optischen Sensors 714, der mit der
Steuerschaltungsanordnung 704 verbunden ist. Der optische
Sensor 714 stellt der Steuerschaltungsanordnung Schwenkbewegungsinformationen
bereit, wenn der Motor betrieben wird.
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Eine
einzelne geschlitzte Scheibe 715, die als Ausgangskennzeichen
bezeichnet wird, ist fest an dem Ende der Antriebswelle 703 befestigt.
Ein zweiter optischer Sensor 716 ist so positioniert, dass das
Ausgangskennzeichen dadurch hindurch gedreht wird, wenn sich die Welle 703 dreht.
Mit Hilfe des optischen Sensors 716 und des Ausgangskennzeichens 715 werden
der Steuerschaltungsanordnung begrenzte Rotationspositionsinformationen
bereitgestellt, so dass die Steuerschaltungsanordnung in der Lage
ist, die Welle 703 zur Ausgangsposition zu drehen.
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Die
Antriebswelle 753, die zum Neigen der Lampe 122 verwendet
wird, entspricht der Antriebswelle 703 und weist daher
das gleiche und entsprechende Ausgangskennzeichen 765 mit
Folgendem auf: einem optischen Sensor 766, einem Stirnrad 758,
das von dem Antriebszahnrad 759 angetrieben wird, das selbst
von dem Elektromotor 760 über das Untersetzungsgetriebe 761 angetrieben
wird, einer hinteren Welle 763 des Elektromotors, die die
Tachoscheibe 762 stützt,
die einen zugehörigen
optischen Sensor 764 aufweist. Ebenso wie das Zahnrad 711 stellt
das Untersetzungsgetriebe 761 das erforderliche Drehmoment
zum Neigen der Lampe unter der Kraft der Motoren bereit, während ein
weiteres Neigen verhindert wird, wenn die Motoren nicht angetrieben
werden.
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Die
Tachoscheibe 712 und der optische Sensor 714 sind
jeweils in der Seitenansicht und der Endansicht aus 8A und 8B ausführlich gezeigt.
Die Tachoscheibe 712, die an der hinteren Welle 713 befestigt
ist, ist eine kreisförmige
Scheibe, die zehn Schlitze 801 umfasst, die sich radial
einwärts von
ihrer äußeren Kante
erstrecken und somit zehn radiale Speichen 802 definieren.
Der Sensor 714 umfasst eine LED 803 und eine Fotodiode 804,
die so positioniert sind, dass sie gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 712 zugewandt sind.
Wenn sich die Scheibe dreht und die Speichen 802 zwischen
der LED 803 und der Fotodiode 804 hindurchlaufen,
erzeugt die Fotodiode ein entsprechendes Signal, das an die Steuerschaltungsanordnung 704 angelegt wird.
Somit empfängt
die Steuerschaltungsanordnung 704 ein Signal, das Informationen über die
Rotation des Motors 710 bereitstellt.
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Das
Ausgangskennzeichen 715 und der entsprechende Sensor 716 sind
jeweils in der Seitenansicht und der Endansicht aus 9A und 9B ausführlich gezeigt.
Der Sensor 716 ist von demselben Typ wie der Sensor 714 und
weist eine LED 903 und eine Fotodiode 904 auf,
die gegenüberliegenden Seiten
des Ausgangskennzeichens 715 zugewandt sind.
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Das
Ausgangskennzeichen 715, das am Ende der Welle 703 befestigt
ist, nimmt die Form einer Scheibe an, von der der äußere Teil
von einer Hälfte
entfernt worden ist. Daher weist die Scheibe für eine Hälfte 905 einen kleinen
Radius und für
ihre andere Hälfte 906 einen
größeren Radius
auf. Die Differenz der Radien der beiden Hälften ist so beschaffen, dass
die größere Hälfte 906 des
Kennzeichens für
eine halbe Umdrehung zwischen die LED 903 und die Fotodiode 904 kommt,
während
bei der anderen Hälfte
der Umdrehung nichts zwischen diese kommt, wenn sich das Kennzeichen 715 dreht. Wenn
sich die Welle dreht, legt die Fotodiode folglich eine Spannung
an die Steuerschaltungsanordnung an, die von der Position der Welle
abhängt.
Des Weiteren definieren zwei Kanten 717 und 718 Positionen, bei
denen der Radius der Scheibe von dem kleineren zu dem größeren Radius
wechselt, wobei diese Kanten durch Überwachen der Spannung von
der Fotodiode 904 erfasst werden. Daher wird die Ausgangsposition
der Welle 703 und somit die Ausgangsposition für die Beleuchtungseinheit
in Bezug auf eine dieser Kanten ausgewählt.
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Die
elektrischen und elektronischen Hauptelemente der Beleuchtungseinheit 101 sind
in 10 schematisch gezeigt. Der Netzstrom, der von
dem Schienenanschluss 502 empfangen wird, wird an eine
Stromversorgung 1001 und einen Thyristorkreis 1002 angelegt.
Die Stromversorgung 1001 ist so konfiguriert, dass sie
in geeigneter Weise geregelte Spannungen an die elektronische Steuerschaltungsanordnung
innerhalb der Beleuchtungseinheit 101, einschließlich des
Mikrokontrollers 1003, des elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeichers
(EEPROM) 1004 und der Treiberschaltungsanordnung 1005,
anlegt.
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Der
Thyristorkreis 1002 ist so konfiguriert, dass er eine Spannungsversorgung
zu einem Lampentransformator 1006 als Reaktion auf ein
Signal regelt, das von dem Mikrokontroller 1003 empfangen wird.
Somit wird an den Lampentransformator 1006 eine Spannung
zwischen Null und der Netzspannung angelegt. Der Lampentransformator 1006 ist
so konfiguriert, dass er eine Spannung von zwölf Volt an die Lampe 121 anlegt,
wenn er Netzspannung erhält, d.h.
er liefert eine Spannung innerhalb der Nennbelastbarkeit der Lampe.
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Der
Mikrokontroller 1003 ist ein RISC-artiger Acht-Bit-Mikrokontroller,
der für
mehrere Eingabe-Ausgabe-Anwendungen
ausgelegt ist. Ein geeigneter Mikrokontroller 1003 wird
von Holtek mit der Teilenummer HT48C50A-1 vertrieben. Der Mikrokontroller 1003 weist
einen eingebauten Direktzugriffsspeicher (RAM) mit einhundertsechzig
Kilobytes auf. Er weist ebenfalls einen programmierbaren Festwertspeicher
(PROM) auf, der die Verfahrensbefehle für den Betrieb der Beleuchtungssteuerungseinheit 101 enthält.
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Der
Mikrokontroller empfängt
Signale von den optischen Sensoren 714 und 764,
die dem Mikrokontroller 1003 Daten bezüglich der Rotationsbewegung
jeweils der Motoren 710 und 760 liefern, und er empfängt Signale
von den optischen Sensoren 716 und 766, die dem
Mikrokontroller anzeigen, wann sich die Antriebswellen 703 und 753 in
ihren Ausgangspositionen befinden. Der Mikrokontroller empfängt ebenfalls
Signale von dem Infrarotsensor 706 und dem Lichtsensor 707.
Der Lichtsensor ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Fotodiode,
die von Vishay mit der Teilenummer BPW34 vertrieben wird, und ein
geeigneter Infrarotsensor wird von JRC mit der Teilenummer NJL61V380
vertrieben.
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Der
Mikrokontroller ist ebenfalls in der Lage, Signale zum EEPROM 1004 zu
senden und Signale von diesem zu empfangen. Somit können Positionsdaten
und Helligkeitseinstellungsinformationen in dem EEPROM gespeichert
und daraufhin selbst nach einer Unterbrechung der Stromversorgung
abgerufen werden. Beispielsweise wird die gegenwärtige Helligkeitseinstellung
einer Beleuchtungseinheit während
des Gebrauchs in dem EEPROM gespeichert, so dass die zuletzt verwendete
Helligkeitseinstellung abgerufen werden kann und relevante Signale
an den Helligkeitsregelungsthyristorkreis 1002 angelegt
werden können,
wenn die Beleuchtungseinheit erstmalig eingeschaltet wird.
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Des
Weiteren ist der Mikrokontroller 1003 so konfiguriert,
dass er Signale an die Treiberschaltungsanordnung 1005 ausgibt.
Die Treiberschaltungsanordnung 1005 besteht aus Stromtransformatoren
zum Anlegen von Spannungen an die Motoren 710 und 760 als
Reaktion auf die Signale, die von dem Mikrokontroller empfangen
werden.
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Ein
Ablaufplan, der den Betrieb des Mikrokontrollers der Beleuchtungseinheit 101 darlegt,
ist in 11 gezeigt. Nach dem Empfang
von Strom bei Schritt 1101 ruft der Mikrokontroller 1003 die
zuletzt verwendete Helligkeitseinstellung aus dem EEPROM 1004 ab
und legt bei Schritt 1102 entsprechende Signale an die
Thyristorschaltungsanordnung 1002 an, wodurch die Thyristorschaltungsanordnung
veranlasst wird, den erforderlichen Strom an die Lampe 121 anzulegen.
Wenn somit die Beleuchtungseinheit erstmalig Strom empfängt, wird
die Lampe der Beleuchtungseinheit mit der Helligkeitseinstellung
eingeschaltet, die verwendet wurde, kurz bevor die Beleuchtungseinheit
ausgeschaltet wurde. Bei Schritt 1103 wird die Frage gestellt,
ob ein korrekt moduliertes Signal, d.h. ein Signal, das mit einem
kHz moduliert ist, von der Fotodiode 707 empfangen wurde. Wenn
diese Frage mit Ja beantwortet wird, spricht der Mikrokontroller
auf nachfolgende Steuersignale an, die von dem Infrarotdetektor 706 bei
Schritt 1104 empfangen werden, bevor zu Schritt 1105 übergegangen
wird.
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Wenn
die Frage bei Schritt 1103 andernfalls mit Nein beantwortet
wird, wird direkt zu Schritt 1105 übergegangen.
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Bei
Schritt 1105 wird die Frage gestellt, ob von dem Infrarotdetektor 706 ein "Alles-Auswählen"-Code empfangen wurde.
Wenn diese Frage mit Nein beantwortet wird, geht das Verfahren erneut
direkt zu Schritt 1102 über.
Wenn diese Frage mit Ja beantwortet wird, geht das Verfahren zu
Schritt 1106 über,
bevor erneut zu Schritt 1102 übergegangen wird. Bei Schritt 1106 spricht
der Mikrokontroller 1003 auf "Position-Auswählen"-Steuersignale an,
die von dem Infrarotdetektor 706 empfangen werden. Diese Signale
veranlassen den Mikrokontroller, Positionsdaten und Helligkeitseinstellungsdaten
abzurufen, die im EEPROM 1004 gespeichert sind, und die
Position der Lampe und die Stromeinstellung in entsprechender Weise
zu regeln.
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Somit
kann der Mikrokontroller mit Hilfe der Fotodiode aktiviert werden,
um auf einer individuellen Basis bei Schritt 1103 auf Infrarotsteuercodes
anzusprechen, oder der Mikrokontroller kann mit Hilfe des Infrarotdetektors
aktiviert werden, um als Teil einer Gruppe mit Mikrokontrollern
von anderen Beleuchtungseinheiten bei Schritt 1105 anzusprechen.
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In 12 ist
der Schritt 1104 des Ansprechens auf Steuersignale, die
von dem Infrarotdetektor empfangen werden, ausführlicher gezeigt.
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Der
Mikrokontroller 1003 ist so konfiguriert, dass er auf Steuersignale
anspricht, die über
den Infrarot detektor empfangen werden, nachdem bei Schritt 1103 moduliertes
Licht an der Fotodiode empfangen wurde. Wenn jedoch für eine vorherbestimmte
Zeitspanne keine Steuersignale empfangen werden, ist der Mikrokontroller
so konfiguriert, dass er nicht erneut auf Steuersignale anspricht,
bis er bei Schritt 1103 erneut aktiviert wurde. Um zu Überwachen,
wie lange es her ist, dass Steuersignale empfangen wurden, wird
daher bei Schritt 1201 ein Zeitmesser gestartet.
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Daraufhin
wird bei Schritt 1202 die Frage gestellt, ob ein Bewegungssteuersignal
empfangen wurde. Wenn ein Bewegungssteuersignal empfangen wurde,
geht das Verfahren zu Schritt 1203 über, bei dem Antriebssignale
zum relevanten Motor übertragen
werden, bis kein Bewegungssteuersignal mehr von dem Infrarotdetektor
empfangen wird. Wenn die Bewegungssteuersignale nicht mehr empfangen
werden, werden die Antriebssignale gestoppt. Darüber hinaus wird der Zeitmesser,
der Schritt 1201 gestartet wurde, erneut gestartet, bevor
zu Schritt 1204 übergegangen
wird.
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Wenn
bei Schritt 1202 ermittelt wird, dass kein Bewegungssteuersignal
empfangen wurde, geht das Verfahren direkt zu Schritt 1204 über. Bei
Schritt 1204 wird die Frage gestellt, ob ein Steuersignal,
das eine Helligkeitserhöhung,
eine Helligkeitsverringerung, ein Einschalten oder ein Ausschalten
betrifft, empfangen wurde. Wenn ein derartiges Signal empfangen
wurde, werden bei Schritt 1205 entsprechende Signale zum
Helligkeitsregelungsthyristorkreis 1002 gesendet und der
Zeitmesser wird erneut gestartet, bevor zu Schritt 1206 übergegangen
wird. Andernfalls wird von Schritt 1204 direkt zu Schritt 1206 übergegangen.
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Bei
Schritt 1206 wird ermittelt, ob von dem Infrarotsensor
ein Steuersignal empfangen wurde, das anweist, dass Daten, die die
gegenwärtige
Position definieren, gespeichert werden sollen. Falls nicht, wird
direkt zu Schritt 1210 übergegangen,
und falls doch, wird zu Schritt 1207 übergegangen.
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Bei
Schritt 1207 wird ermittelt, ob die gegenwärtige Ausrichtung
der Lampe bekannt ist. Die Position der Lampe ist nur dann bekannt,
wenn die Lampe seit dem Einschalten bei Schritt 1101 in
Ausgangsposition gebracht worden ist. Dies liegt daran, dass die
Position der Lampe aus den Bewegungsdaten berechnet wird, die von
den optischen Sensoren 714 und 764 empfangen werden,
seitdem sich die Lampe das letzte Mal in der Ausgangsposition befand.
Wenn die gegenwärtige
Position der Lampe bekannt ist, wird direkt zu Schritt 1209 übergegangen, wenn
sie jedoch unbekannt ist, geht das Verfahren zuerst zu Schritt 1208 über, bevor
zu Schritt 1209 übergegangen
wird.
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Bei
Schritt 1208 werden unter der Steuerung des Mikroprozessors
Signale an die Motoren angelegt, bis die Ausgangsposition erreicht
ist. Durch Überwachen
der Daten von den Sensoren 714 und 716 werden
während
dieser Bewegung Daten gefunden, die die "gegenwärtige Position" definieren. Nach der
Ermittlung der Daten der "gegenwärtigen Position" wird die Lampe zurück zur "gegenwärtigen Position" bewegt.
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Bei
Schritt 1209 werden die Positionsdaten der gegenwärtigen Position
der Lampe zusammen mit Daten, die die gegenwärtige Helligkeitseinstellung
der Lampe definieren, gespeichert.
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Bei
Schritt 1210 wird die Frage gestellt, ob vom Infrarotdetektor
ein "Position-Auswählen"-Steuersignal empfangen
wurde. Falls ein derartiges Signal empfangen wurde, spricht der
Mikrokontroller bei Schritt 1211 auf das empfangene "Position-Auswählen"-Steuersignal an,
bevor er zu Schritt 1212 übergeht. Andernfalls geht das
Verfahren von Schritt 1210 direkt zu Schritt 1212 über. Der
Schritt 1211 entspricht Schritt 1106 und wird
unter Bezugnahme auf 13 ausführlich beschrieben.
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Bei
Schritt 1212 wird die Frage gestellt, ob der Zeitmesser
eine vorherbestimmte Zeit erreicht hat. Wenn der Zeitmesser die
vorherbestimmte Zeit erreicht hat, zeigt dies an, dass der Bediener 105 die Fernbedienungseinheit 103 nicht
benutzt hat, um die Einstellungen der Lampe innerhalb der vorherbestimmten
Zeitspanne einzustellen, und Schritt 1104 wird verlassen.
Wenn der Zeitmesser die vorherbestimmte Zeit jedoch nicht erreicht
hat, geht das Verfahren zu Schritt 1213 über. Bei
Schritt 1213 wird eine weitere Frage gestellt, um zu ermitteln,
ob ein "Deaktivieren"-Steuersignal empfangen
wurde, das anzeigt, dass der Bediener nicht mehr fordert, dass der
Mikrokontroller auf Steuersignale anspricht. Wenn diese Frage mit
Ja beantwortet wird, verlässt das
Verfahren den Schritt 1104, andernfalls wird noch einmal
zu Schritt 1202 übergegangen.
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Der
Schritt 1106 des Ansprechens auf "Position-Auswählen"-Steuersignale ist
in 13 ausführlich
gezeigt. Zuerst empfängt
der Mikroprozessor innerhalb des Schrittes 1106 bei Schritt 1301 "Position-Auswählen"-Steuersignale von
dem Infrarotempfänger,
die den Speicherplatz identifizieren, der die erforderlichen Positionsdaten
und Helligkeitseinstellungsdaten enthält. Bei Schritt 1302 werden
die gespeicherten Positionsdaten und Helligkeitseinstellungsdaten
aus dem Speicherplatz abgerufen und bei Schritt 1301 identifiziert.
Bei Schritt 1303 wird die Frage gestellt, ob die gegenwärtige Position
der Lampe bekannt ist. Wenn diese Frage mit Ja beantwortet wird,
wird direkt zu Schritt 1305 übergegangen, andernfalls geht
das Verfahren zuerst zu Schritt 1304 über. Bei Schritt 1304 werden
unter der Steuerung des Mikrokontrollers Antriebssignale zu den
Motoren gesendet, um die Lampe in die "Ausgangsposition" zu bewegen. Daraufhin ist die gegenwärtige Position bekannt,
da sie die "Ausgangsposition" ist. Bei Schritt 1305 wird
eine Berechnung vorgenommen, um die erforderliche Bewegung zu ermitteln,
um die Lampe von der gegenwärtigen
Position in die geforderte Position zu bewegen, die von den Daten
definiert wird, die bei Schritt 1302 abgerufen wurden.
Bei Schritt 1306 werden die Antriebssignale unter der Steuerung
des Mikrokontrollers zu den Motoren gesendet, um die Lampe in die
geforderte Position zu bewegen.
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Als
Reaktion auf die Helligkeitseinstellungsdaten, die bei Schritt 1302 empfangen
wurden, sendet der Mikrokontroller Signale zur Thyristorschaltungsanordnung 1002,
wodurch die Schaltungsanordnung veranlasst wird, den erforderlichen
Strom an die Lampe anzulegen, wodurch die erforderliche Helligkeitseinstellung
erzeugt wird. Bei Vollendung des Schritts 1306 wird Schritt 1106 vollendet
und das Verfahren geht wieder zu Schritt 1102 über.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass Licht verwendet wird, um eine Lampe
auszuwählen,
da der schmale Lichtstrahl aufgrund seiner Sichtbarkeit exakt in
Richtung der Fotodiode der Beleuchtungseinheiten gerichtet werden
kann. Nachdem eine Beleuchtungseinheit ausgewählt wurde, ist es jedoch wünschenswert,
dass die Strahlung, die die Steuersignale trägt, einen breiten Strahl umfasst,
so dass eine Genauigkeit seitens des Bedieners nicht erforderlich
ist. Bei der Hauptausführungsform
war der breite Strahl der Strahlung ein Infrarotstrahl. Jedoch werden
bei einer alternativen Ausführungsform
Funkwellen anstelle von Infrarotlicht verwendet.
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Die
Hauptkomponenten einer zur Fernbedienungseinheit aus 4 alternativen
Fernbedienungseinheit sind schematisch in 14 gezeigt. Die
Fernbedienungseinheit aus 14 ist
im Wesentlichen dieselbe wie die aus 4, außer, dass die
Infrarot-LED 404 gegen einen Funkfrequenzgenerator 1401,
einen Modulatorkreis 1402 und eine Antenne 1403 ersetzt
ist. Der Modulatorkreis 1402 ist so konfiguriert, dass
er ein Funkfrequenzsignal, das von dem Funkfrequenzgenerator 1401 empfangen wurde,
unter Verwendung von Steuersignalen, die von dem Mikrokontroller 403 empfangen
wurden, moduliert, wodurch ein moduliertes Funkfrequenzsignal erzeugt
wird. Das Funkfrequenzsignal wird daraufhin über die Antenne 1403 zu
den Beleuchtungseinheiten gesendet.
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Die
elektrischen und elektronischen Hauptelemente einer alternativen
Beleuchtungseinheit, die für
den Empfang von Befehlen von der Fernbedienungseinheit aus 14 geeignet
ist, sind in 15 schematisch gezeigt. Die
Beleuchtungseinheit aus 15 ist
im Wesentlichen dieselbe wie die Beleuchtungseinheit 101 aus 10,
außer,
dass der Infrarotempfänger 706 gegen
eine Antenne 1501 und einen Empfängerkreis 1502 ersetzt
ist. Daher erhielten die Komponenten der Beleuchtungseinheit aus 15,
die dieselben sind wie die aus 10, dieselben
numerischen Kennzeichen.
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Der
Empfängerkreis 1502 empfängt ein
moduliertes Funkfrequenzsignal von der Antenne 1501 und
erhält
aus diesem Signal das modulierende Signal, d.h. das Steuersignal.
Das modulierende Signal wird daraufhin zum Mikrokontroller 1003 gesendet, wo
es decodiert wird.
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Andere
Vorgänge
der Fernbedienungseinheit aus 14 und
der Beleuchtungseinheit aus 15 sind
dieselben wie jeweils die der Fernbedienungseinheit 103 und
der Beleuchtungseinheit 101.
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Bei
einer weiteren alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Beleuchtungseinheit eine zweite
individuell bewegliche Lampe und eine entsprechende zweite Fotodiode,
die für den
Empfang des mit einem kHz modulierten Lichtes mit dem Mikrokontroller
verbunden ist, auf. Die Beleuchtungseinheit tritt bei Empfang des
modulierten Lichtes an einer ihrer beiden Fotodioden in ihren aktivierten
Modus ein, jedoch wird nur die Lampe, die der empfangenden Fotodiode
entspricht, ausgewählt.
Im aktivierten Zu stand empfängt
die Beleuchtungseinheit somit Steuersignale von ihrem Infrarotdetektor
und spricht durch Bewegung, Helligkeitsregelung usw. der Lampe,
deren entsprechende Fotodiode das modulierte Licht empfangen hat,
an.
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Daher
ist sie wie die Beleuchtungseinheit der Hauptausführungsform
so konfiguriert, dass jede ihrer unabhängig beweglichen Lampen durch
Empfang von moduliertem Licht an einem Lichtsensor ausgewählt und
daraufhin bei Empfang von Steuersignalen, die in Form von codiertem
Infrarotlicht empfangen wurden, ausgerichtet werden kann. Diese
Einfachheit des Betriebs wird durch die Bereitstellung eines entsprechenden
Lichtsensors für
jede der individuell beweglichen Lampen erreicht.
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Bei
einem weiteren alternativen Beleuchtungssystem umfasst das System
ebenfalls zusätzlich
zu einer Fernbedienungseinheit, wie beispielsweise der Einheit 201 oder
der Fernbedienungseinheit aus 14, eine
alternative Fernbedienungsvorrichtung. Die alternative Fernbedienungsvorrichtung ist
so konfiguriert, das die "Alles-Auswählen"- und "Position-Auswählen"-Befehle in derselben
Weise gesendet werden, wie bei der Fernbedienungseinheit, d.h. durch
Codes, die nach Bedarf über
eine Funkverbindung oder durch Infrarotlicht gesendet werden. Jedoch
ist die Vorrichtung ebenfalls so konfiguriert, dass sie zum Speichern
einer Folge von Bewegungen, die auf ihrem Tastenfeld eingegeben
wurden oder von einem entfernten Computer über ein Busleitungssystem empfangen
wurden, programmiert werden kann. Nachdem sie programmiert ist,
ist die alternative Fernbedienungsvorrichtung so konfiguriert, das
regelmäßig Befehle
zu den Beleuchtungseinheiten des Systems gesendet werden, um die
Beleuchtungseinheiten dadurch ohne weitere menschliche Eingabe oder
Computereingabe durch die programmierte Folge von Bewegungen zu
bewegen. Die Vorrichtung kann ebenfalls so konfiguriert sein, dass
sie als Reaktion auf Befehle, die sie von einem entfernten Computer über ein
Busleitungssystem empfängt,
Befehle zu den Beleuchtungseinheiten sendet.
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Zu
Beginn der Beschreibung wurde erwähnt, das standardmäßige Lampen,
wie beispielsweise PAR36 Halogenlampen, jeweils als die Lampen 121, 122 in
den Lampengehäusen 111, 112 verwendet werden
können.
Diese können
in ihrer unmodifizierten Form Weißlicht abgeben oder alternativ
durch die Hinzufügung
von Filtern, die benachbart zu den Lampen angeordnet werden, farbiges
Licht, wie beispielsweise rotes, grünes oder blaues Licht, bereitstellen. Die
Filter sind beweglich und werden von dem Mikrokontroller 1003,
der in 10 gezeigt ist, als Reaktion
auf eine codierte Eingabe von der Fernbedienungseinheit gesteuert.
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Eine
alternative Weise der Bereitstellung von verschieden farbigem Licht
von den Beleuchtungseinheiten besteht in der Verwendung diskreter
Lampen anstelle von diskreten Filtern. Wo Platz hinsichtlich der
Beleuchtungseinheit ein Hauptanliegen ist, können derartige Lampen kleiner
sein als die entsprechende Lampe, die getrennt verwendet wird, und sie
werden unterschiedlich gefärbt
sein, beispielsweise, wie soeben erwähnt, rot, grün und blau.
Anstelle von standardmäßigen Lampen,
können
Leuchtdioden (LEDs) verwendet werden. Gleich, welche Form von Lampen
verwendet wird, werden diese, wie im Fall der beweglichen Filter,
von dem Mikrokontroller gesteuert.