DE8904573U1

DE8904573U1 - Twilight switch

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Publication number: DE8904573U1
Application number: DE8904573U
Authority: DE
Original assignee: GUTHKE GERHARD 1000 BERLIN DE
Current assignee: GUTHKE GERHARD 1000 BERLIN DE
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1989-09-14

Description

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BESCHREIBUNG NIEDERVOLT-DÄMMERUNGSSCHALTERDESCRIPTION LOW VOLTAGE TWILIGHT SWITCH

Die Erfindung (elektronische Neuentwicklung) bezieht sich auf eine elektrische Schaltvorrichtung, die Niederspannungsanlagen z.B. die Beleuchtung von Elingeltableaus and Gegensprechanlagen ss: Wohnhäusern oder Parkleuchten von Kraftfahrzeugen, beim Unter- bzw» Überschreiten eines einstellbaren Hslligkeitswertes, automatisch ein- bzw, ausschaltet.The invention (new electronic development) relates to an electrical switching device that automatically switches low-voltage systems, e.g. the lighting of signal panels and intercom systems, residential buildings or parking lights on motor vehicles, on or off when the brightness falls below or exceeds an adjustable value.

Elektrische Dämmerungsschalter sind seit einer ^.üilie von Jahren begannt. Als es vor 3 Jahren in Berlin (West) zur Pflicht wurde, Hausnummern in den Straßen zu beleuchten, sind solche Schalter in verschiedenen Ausführungen entwickelt worden. Diese dienen in der Segel des An- bzw. Abschalten von Glühlampen für 230 V. Sie werden als üinschi subeleisente in Lampenf assungen oder als getrennte Schaltkasten geliefert. Diese Schalter verwenden in der einfachsten Ausführung (Typ A) ein Bimetall-Relais in Ruhekontaktschaltung, das seinen Schaltstrom direkt über einen Photoviderstand erhält O). In der aufwendigeren Ausführung (Typ B) wird ein Thyristor oder Triac zum Schalten verwendet, der über einen getrennten Schaltkreis mit einem Photowiderstand angesteuert wird (2). Für den Niederspannungsbereich (12 V Gleichspannung) ist ein vollelektronischer Dämmerungsschalter (T &rgr; C) als Parklichtautomat bekannt, bei dem der Photowiderstand in einer üblichen BrUckenschaltung liegt, mit der der Dämmerungsschaltpunkt einstellbar ist. Die Brückenspannung steuert die Schaltung der Lampen über einen Operationsverstärker in der üblichen Differenzschaltung und eiran nachgeschalteten Darlirigton-Leistungstransistor (3).Electric twilight switches have been around for a long time. When it became compulsory in West Berlin 3 years ago to illuminate house numbers in the streets, such switches were developed in various designs. These are used to switch 230 V light bulbs on and off. They are supplied as integrated switches in lamp sockets or as separate switch boxes. In the simplest design (type A), these switches use a bimetal relay in a normally closed contact circuit, which receives its switching current directly from a photoresistor (2). In the more complex design (type B), a thyristor or triac is used for switching, which is controlled via a separate circuit with a photoresistor (2). For the low voltage range (12 V direct current), a fully electronic twilight switch (T ρ C) is known as a parking light switch, in which the photoresistor is in a conventional bridge circuit, with which the twilight switching point can be set. The bridge voltage controls the switching of the lamps via an operational amplifier in the usual differential circuit and a downstream Darlington power transistor (3).

Der Nachteil der bisher entwickelten Dämmerungsschalter besteht bei den o.g. Typen A und B darin, daß diese nur für eine Netzwechselspannung von 230 V anwendbar sind, während der Typ C zwar für Niederspannung ausgelegt ist, jedoch ausschließlich für die 12 V Gleichspannung von Autobatterien. Damit ist keiner der vorgenannten Dämmerungsschalter im vorgesehenen Hauptanwendungsgebiet bei 12 V Wechselspannung einsetzbar. Hinzu kommt, daß der Niederspannungsschalter keine Schaltverzögerung aufweist. Außerdem i.st bei den Typen B und C keine Vorsorge getroffen, daß diese bei einer Störung automatisch in den eingeschalteten Zustand gehen. Der Typ A hat zwar diese notwendige Sicherung für den Störfall, weist dafür aber bei Helligkeit im abgeschalteten Zustand einen eigenen relativ hohen Energieverbrauch auf.The disadvantage of the twilight switches developed so far is that the above-mentioned types A and B can only be used for a mains voltage of 230 V, while type C is designed for low voltage, but only for the 12 V direct current of car batteries. This means that none of the aforementioned twilight switches can be used in their intended main application area with 12 V alternating current. In addition, the low-voltage switch has no switching delay. In addition, no provision has been made for types B and C to automatically switch to the switched-on state in the event of a fault. Type A does have this necessary fuse for faults, but has its own relatively high energy consumption when it is bright and switched off.

Bei der Erfindung (elektronische Neuentwicklung) wurde die Aufgabe gestellt, den vorstehend genannten Hauptnachteil der bekannten Dämmerungsschalter zu beheben und eine Schaltvorrichtung zu entwickeln, die im Spannungsbereich von 10-20 V Wechselspannung einsetzbar ist. Damit sollte der Spannungsbereich bei Niedervolt-Netztransformatoren mit 12 V Nennspannung abgedeckt werden, der im Betrieb zwischen Vollast und Leerlauf maximal auftreten kann. Die Schaltvorrichtung sollte dabei einfach im Aufbau sein, kleine Einbaumaße besitzen und bei einer eventuellen Störung automatisch in den eingeschalteten Betriebszustand gehen. Darüberhinaus sollte eine Schaltverzögerung von mehreren Sekunden eingebaut werden, die bei Dunkelheit ein Abschalten verhindert, wenn der Sensor (Photowiderstand) vom Licht einer bewegten Lichtquelle z.B. einem am Einsatzort vorbeifahrenden Kraftfahrzeug getroffen wird.The invention (new electronic development) was designed to eliminate the main disadvantage of the known twilight switches mentioned above and to develop a switching device that can be used in the voltage range of 10-20 V AC. This should cover the voltage range for low-voltage mains transformers with a nominal voltage of 12 V, which can occur between full load and idle during operation. The switching device should be simple in design, have small installation dimensions and automatically switch to the switched-on operating state in the event of a fault. In addition, a switching delay of several seconds should be built in, which prevents switching off in the dark if the sensor (photoresistor) is hit by the light of a moving light source, e.g. a motor vehicle driving past the installation site.

Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß die Betriebsspannung für die Schaltvorrichtung über einen Brückengleichrichter gewonnen wird. Der hierbei notwendige Spannungsschutz wird durch eine Zenerdiodenschaltung erzielt. Die von dem o.g. Typ C her bekannte Eingangsbrückenschaltung mit einem Perationsverstärker ist im Prinzip beibehalten worden. Zum Schalten der Stromkreise für die Beleuchtungslampen wird jedoch ein modernes Mikrorelais mit Ruhekontakt verwendet, das speziell für eine Kombination mit einem Operationsverstärker vorgesehen ist, um die erforderliche Verzögerungszeit zu erreichen. Der Operationsverstärker ist als Integrator geschaltet. Für die hierzu notwendige Zeitkonstante werden zwei einfache Elektrolytkondensatoren gegeneinander geschaltet, was eine insgesamt platzsparende Anordnung erlaubt. Die Bauelemente können auf einer relativ kleinen Platine untergebracht werden, die zum Feuchtigkeitsschutz im Tauchbad mit einer isolierenden Schutzschicht Überzogen wird. Die bevorzugt verwendete Ausführungsform (Wechselspannungsversion) ist in den Ansprüchen 1 bis 6 gekennzeichnet. The task was solved by obtaining the operating voltage for the switching device via a bridge rectifier. The voltage protection required here is achieved by a Zener diode circuit. The input bridge circuit with a operational amplifier known from the above-mentioned Type C has been retained in principle. However, a modern micro-relay with a normally closed contact is used to switch the circuits for the lighting lamps, which is specially designed for combination with an operational amplifier in order to achieve the required delay time. The operational amplifier is connected as an integrator. For the time constant required for this, two simple electrolytic capacitors are connected against each other, which allows an overall space-saving arrangement. The components can be accommodated on a relatively small circuit board, which is coated with an insulating protective layer in the immersion bath to protect against moisture. The preferred embodiment (AC version) is characterized in claims 1 to 6.

Eine mechanische Zeichnung M zeigt die Abmessung des verwendeten Gehäuses mit der Platine (minimale Maße: 50x70xl8mm) und dem separaten Sensor (Photowiderstand). Ein Stromlaufplan S zeigt die Funktionsweise der Wechsclspannungsversion als Ausführungsbeispiel des Dämmerung.sschal ters. Die WechseI.spannungsversion besteht aus einer Platine mit einem Schutzgehäuse ((1) in Zeichnung M) sowie dem zur äußeren Beschaltung gehörenden Sensor (Photowlderstand im Schraubengehäuse ,(2) . Die Platine (Abmessungen: A6x67mm, Bauhöhe: 15mm) enthalt dieA mechanical drawing M shows the dimensions of the housing used with the circuit board (minimum dimensions: 50x70xl8mm) and the separate sensor (photoresistor). A circuit diagram S shows the functionality of the AC version as an example of the twilight switch. The AC version consists of a circuit board with a protective housing ((1) in drawing M) and the sensor belonging to the external circuit (photoresistor in the screw housing, (2). The circuit board (dimensions: A6x67mm, height: 15mm) contains the

Eingangsbrückenschaltung ((3) in Zeichnung S) mit dem Potentiometer zur Einstellung des Helligkeitswertes für den Schaltpunkt (4). Der Operationsverstärker (12) ist mil: der Integrationszeitkonstante für die Schaltverzögerung versehen (5). Am Veratärkerausgang liegt das Mikrorelais (6) mit 2 Ruhekonutkten für 2 Lampenschnltkreise Lj (7) und L^ (8) für je mnx. 1 &Lgr;. Por frückengleichrichter (9) erzeugt die Betriebsspannung für die Schaltelemente der Platine. Ein Überspannungsschutz wird durrh eine Zenerdiodenscha1tung erreicht (10). Der Anschluß der iitisseren Wechselspannung, der beiden Lampenkreise sowie des Photowiderstandes vom Sensor erfolgt über eine 6-po1igp Anschlußklemme. Die Platine mit den dargestellten Bauelementen i ■ L mit einen Schutzüberzug gegen Fsuchtigkcitscinflüsse versehen. Der in der Zeichnung S dargestellte Stromlaufplan beschreibt dif bevorzugte Wechselst romaus führung des Dammer iingsschal ters . Tn einem anderen Ausführungsbeispiel für reinen Gleichspannungsbetrieb wird der Brückengleichrichter (9) und die Zenerdiodenscha: tung (10) weggelassen.Input bridge circuit ((3) in drawing S) with the potentiometer for setting the brightness value for the switching point (4). The operational amplifier (12) is provided with the integration time constant for the switching delay (5). The micro relay (6) with 2 rest contacts for 2 lamp circuits Lj (7) and L^ (8) for mnx. 1 Λ each is located at the amplifier output. Pore bridge rectifier (9) generates the operating voltage for the circuit elements of the board. Overvoltage protection is achieved by a Zener diode circuit (10). The connection of the other alternating voltage, the two lamp circuits and the photoresistor from the sensor is made via a 6-pin connection terminal. The board with the components shown in L is provided with a protective coating against magnetic influences. The circuit diagram shown in drawing 5 describes the preferred AC version of the twilight switch. In another embodiment for pure DC operation, the bridge rectifier (9) and the Zener diode circuit (10) are omitted.

Der erfindungsgemäße Dämmerungsschalter ist gemäß den Betriebsdaten für einen Wechselspannungsbereich von 10 bis 20 V sowip in einem Temperaturbereich von -20 biH +60⁰C einsetzbar. Die Kombination von einem elektronischen Verstärkerbaustein mit einem ausgesuchten elektronischen Mikrorelais erlaubt eine kompakte, mit relativ geringem Kostenaufwand herstellbare Platine, die sich zum Feuchtigkeitsschutz mit einer Isolierschicht überziehen läßt. Dadurch ist eine Anwendung im Außenbereich z.B. ai Haustüren möglich.According to the operating data, the twilight switch according to the invention can be used for an alternating voltage range of 10 to 20 V and also in a temperature range of -20 to +60 ⁰ C. The combination of an electronic amplifier module with a selected electronic micro-relay allows a compact circuit board to be produced at relatively low cost, which can be covered with an insulating layer to protect against moisture. This makes it possible to use it outdoors, e.g. on front doors.

Die kleine kompakte Bauform gestattet einen Einbau des Schaltgehäuses in praktisch jedes K1ingeltableau . Der Sensor läßt sich mit seinem Gehäuse ((1) in M) wie eine Klingeltaste von außen in jedes Tableau oder Amaturenbrett einbauen. Die Schaltverzögerung von etwa 5s verhindrrt mit Sicherheit das Abschalten dor Tableaubeleuchtung, wenn Licht einer bewegten Lichtquelle (z.B. Autoscheinwerfer) auf den Sensor fällt.The small, compact design allows the switch housing to be installed in practically any doorbell panel. The sensor can be installed with its housing ((1) in M) like a bell button from the outside in any panel or dashboard. The switching delay of about 5s reliably prevents the panel lighting from being switched off when light from a moving light source (e.g. car headlights) falls on the sensor.

Referenzen:Credentials:

(1) Fa. Unique, Taipe: Photo Delay AS 001, 280 V(1) Unique, Taipe: Photo Delay AS 001, 280 V

(2) Fa. Merten, Gummersbach: Dämmerungsschalter Nr.5449, 230 V(2) Merten, Gummersbach: Twilight switch No.5449, 230 V

(3) ELV Journal 6, 50-52 (1979): Parklichtautomat, 12V=(3) ELV Journal 6, 50-52 (1979): Automatic parking light, 12V=

Anlage:
Zeichnung M und SAttachment:
Drawing M and S

Claims

t &igr; t * &igr; · · · e *tt · 4·« Protection claims

1. Low-voltage twilight switch for automatic switching of low-voltage lighting systems with a light sensor and a bridge circuit adjustable for brightness, characterized in that a combination of an electronic amplifier module (121* and a mechanical switching relay (B) is provided.

2. Twilight switch according to claim 1, characterized in that the switching relay is a micro relay with a double break contact (B). J

3. Twilight switch according to claim 1 and 2, characterized in that the electronic switching amplifier is equipped with a large R J integrator of 10 β (5) of the smallest design.

M. Twilight switch according to claim 1 - 3, characterized in that its mains rectifier has a Zener diode circuit (103) for voltage limitation. ■/

5. Twilight switch according to claim 1 - M, characterized in that it is provided with

a coating that protects its components against moisture ingress. J

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net. that due to its construction (1-2) it can be inserted into a doorbell panel or a dashboard.

*) Die Ziffern in runden Klammern beziehen sich auf die in den Zeich nungen M und S im Anhang angegebenen Bauteile*) The numbers in parentheses refer to the components shown in drawings M and S in the appendix