DE9116534U1 - Fernsteuersystem für Niedervoltleuchten - Google Patents

Fernsteuersystem für Niedervoltleuchten

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Description

Fernsteuersystem für Niedervoltleuchten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fernsteuersystem gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs.
5
a) (Halogen)-Niedervoltleuchtensysteme, vorwiegend ausgebildet als freitragende Seil-, Schienen- oder Stangensysteme sind heute bekannt.
Nachteil: Nur das gesamte System mit allen daran angeschlossenen Leuchten kann ein- bzw. ausgeschaltet werden.
b) Fernsteuerungen, die das Lichtnetz zur Übertragung von Signalen nutzen, sind bekannt und arbeiten ausschließlich so, daß jeweils Lichtnetzverbraucher bzw. Lichtnetzkreise gesteuert werden können.
Nachteil: Diese Einrichtungen ermöglichen kein selektives Steuern von einzelnen Leuchten auf der Niederspannungsseite, wenn ein Transformator verwendet wird und auf der Niederspannungsseite mehrere Verbraucher angeschlossen sind.
c) Desweiteren sind infrarotgesteuerte Niedervoltleuchten bekannt.
Nachteil: Jede einzelne Leuchte benötigt eine Infrarotempfangsvorrichtung und kann keine Steuersignale aus den Stromversorgungsleitungen auswerten. Außerdem muß meistens Sichtkontakt zu der zu steuernden Leuchte bestehen.
d) Desweiteren sind Fernsteuerungen für Niedervoltleuchten mit Gleichstromversorgung und einer zusätzlichen Datenleitung bekannt.
Nachteil: Teure Gleichstromversorgung und Dreileitersystem. Außerdem keine Möglichkeit der Übertragung von Steuersignalen über das Lichtnetz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Fernsteuersystem für Niedervoltleuchten anzugeben, bei dem die o.g. Nachteile vermieden werden und dessen Ausführung insbesondere eine Verwendung in freitragenden Seil-, Schienen- oder Stangensystemen ohne optische Einbußen gestattet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Fernsteuersystem mit den Merkmalen der Kennzeichen des Patentanspruchs .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im weiteren unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es zeigt
Fig. 1 eine Verkabelungsanordnung des Fernsteuersystems.
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 1.
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Senders gemäß Anspruch 3.
Fig. 4 ein Blockschaltbild des Senders gemäß Anspruch 4.
Fig. 5 ein Blockschaltbild des Koppelmoduls gemäß Anspruch 5. 25
Fig. 6 die Signalformen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Fernsteuersystems.
Ein die Erfindung verkörperndes Fernsteuersystem wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, 3, 4, 5 und 6 beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Fernsteuersysteins bei dem ein Sender (1) nach Anspruch 3 und ein Sender (3a) nach Anspruch 4 an der Lichtnetzseite des Transformators (2) angeschlossen sind und ein Sender (la) nach Anspruch 3 und ein Sender (3) nach Anspruch 4 und mehrere Empfangsvorrichtungen (5 bis 13) an der Niederspannungsseite des Transformators (2) angeschlossen sind.
In diesem Fall können von dem Sender (1) und/oder dem Sender (3a) pulscodemodulierte Signale (59) in das Lichtnetz eingekoppelt ( Signalform gemäß Fig. 6 (60) ) und durch den Transformator (2) auf die Niederspannungsseite übertragen werden. Signalform gemäß Fig.6 (62).
Zusätzlich können von dem Sender (la) und/oder dem Sender (3) pulscodemodulierte Signale (62) auf der Niederspannungsseite des Transformators (2) eingekoppelt werden.
Die vom Infrarotsender (4) abgestrahlten Signale (56) werden von dem Infrarotsensor (36) empfangen und von den folgenden Schaltungsblöcken (37 bis 43) derart umgesetzt, daß sie in die Niederspannungsleitungen oder Lichtnetzleitungen eingekoppelt werden können. Signalform gemäß Fig. 6 (62).
Sowohl die auf der Lichtnetzseite des Transformators (2) vom Sender (1) und/oder vom Sender (3a) eingespeisten Signale als auch die vom Sender (la) und/oder vom Sender (3) auf die Niederspannungsseite eingekopellten Signale werden von den Empfangsvorrichtungen (5 bis 13) empfangen und in Steuersignale umgesetzt.
Das Filter (14) verhindert einerseits das Eindringen von hochfreguenten Störungen aus dem äußeren Lichtnetz in das Fernsteuersystem und andererseits das Einspeisen der Steuersignale in das äußere Lichtnetz.
Ist auf der Lichtnetzseite nur eine geringe Sendeleistung möglich , sollte ein Koppelmodul (2a) eingesetzt werden, um eine sichere, galvanisch getrennte, Übertragung der Steuersignale zu gewährleisten. Die durch den Transformator
(2) bedingte Nutzsignaldämpfung wird damit umgangen.
Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Empfangsvorrichtung gemäß Anspruch 1
Die bei Betätigung eines Senders (1, la, 3, 3a) auf den Niederspannungsleitungen vorhandenen pulscodemodulierten, hochfrequenten Signale (62) passieren das aus einem Kondensator bestehende Filter (15), daß die niederfrequente Wechselspannung (61) abblockt und das Nutzsignal (63) der Selektiv-Verstärkerstufe (16) zuführt. Diese wird gebildet aus einem Resonanzkreis und einem zweistufigen Transistorverstärker. Der Verstärker (16) verstärkt das empfangene Hochfrequenzsignal (63). Das an seinem Ausgang anstehende Signal (59) wird der Detektorstufe (17) zugeführt. Diese besteht aus einem entsprechend geschalteten Phasenregelkreis, der immer dann seinen Ausgangszustand ändert, wenn er genau die Frequenz gemäß Fig.5 (58) detektiert. Die dort von der Trägerfrequenz (58) getrennten Signale (56) werden der Kanalerkennungsstufe (18) zugeführt. Diese besteht aus einer speziell beschalteten integrierten Schaltung, die das pulscodemodulierte, binäre serielle Signal (56) in ein paralleles Digitalsignal umwandelt. Das Ausgangssignal der Kanalerkennungsstufe (18) wird von dem digitalen Vergleicher (20), einer geeigneten integrierten Schaltung, mit der Einstellung des Kanalwählers (19) verglichen. Dieser besteht aus mehreren einpoligen Schaltern. Bei Gleichheit von Kanalwählereinstellung und Kanalerkennungssignal ändert der Vergleicher (20) sein Ausgangssignal. Dieses 1-Bit-Signal wird der Ansteuerstufe (21) zugeführt, die aus einer Schalteinrichtung mit Speicherfunktion oder einer Helligkeitssteuerelektronik bestehen kann. Die Ausgangssignale der Ansteuerstufe (21) werden einer Leistungsstufe (22) zugeführt. Diese kann beispielsweise aus einem Triac oder einem Relais bestehen, daß die Niedervoltlampe (23) schaltet bzw. in der Helligkeit verändert. Bei Verwendung eines Triacs muß zusätzlich ein Filter (22a) verwendet werden, ausgebildet durch eine Induktivität, das die hochfrequenten Oberwellen, die bei Einsatz dieses elektronischen Schalters entstehen, so unterdrückt, daß die Signalübertragung sichergestellt ist. Die Leistungsstufe (22) wird direkt aus den Niederspannungsleitungen wechselstrommäßig versorgt.
Zur Stromversorgung der vorab beschriebenen Schaltungsblöcke (16, 17, 18, 20, 21) wird ein Netzteil (25) verwendet, bestehend aus Einweggleichrichter, Ladekondensator und Spannungsregler. Das dem Netzteil (25) vorgeschaltete Filter (24), bestehend aus einer Induktivität, verhindert bei Parallelschaltung mehrerer Empfangsvorrichtungen einen Kurzschluß des hochfrequenten Nutzsignals (63). Das Netzteil (25) wird über das Filter (24) aus den Niederspannungsleitungen versorgt.
Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild des Senders (1) gemäß Fig. 1 nach Anspruch 3 auf der Lichtnetzseite, beschrieben mit als Tasten ausgebildeten Schaltelementen.
Die durch eine aus mehreren Tasten bestehende Tastatur (26) gesteuerte Pulscodeerzeugungsstufe (27) erzeugt am Ausgang ein serielles, der gedrückten Taste zugeordnetes Signal (56) gemäß Fig.6 . Dieses Signal wird in einer Verknüpfungsstufe (28), bestehend aus einem logischen UND-Glied, ausgebildet als integrierte Schaltung, mit einem Hochfrequenzsignal (58) verknüpft. Am Ausgang der Verknüpfungsstufe (28) steht ein Signal (59) an. Das Hochfrequenzsignal (57) wird nur beim Drücken einer Taste in einem Oszillator (29) erzeugt. Es dient zur Taktung der Pulscodeerzeugungsstufe (27) und wird einem Teiler (30) zugeführt , der daraus das Signal (58) erzeugt. Das Ausgangssignal (59) der Verknüpfungsstufe (28) wird auf eine Verstärkerstufe (31), bestehend aus einer zweistufigen Transistorschaltung, geführt. Das verstärkte Signal (59) wird auf einen Parallelresonanzkreis, bestehend aus einem Kondensator und der Primärwicklung eines Übertragers geführt. Das auf die Sekundärseite des Übertragers gelangende Signal wird über ein Filter (33), ausgebildet als in Reihe geschalteter Kondensator, der dazu dient, die Lichtnetzfrequenz (64) abzublocken, ins Lichtnetz eingekoppelt. Der Übertrager und der primärseitige Kondensator bilden die Kopplungseinrichtung (32) .
Die vorab beschriebene Schaltungsblöcke werden durch ein Netzteil (34), bestehend aus einem Netztransformator, einem
Brückengleichrichter, einem Ladekondensator und einem Spannungsregler, aus dem Lichtnetz versorgt.
Bei Einsatz des vorab beschriebenen Senders (1) auf der Niederspannungsseite der unter Fig. 1 beschriebenen Anordnung (Sender la) entfällt der im Netzteil (34) genannte Netztransformator. Zur Vermeidung von HF-Rückkopplungen muß bei dieser Ausführung ein zusätzliches Filter (35), ausgebildet als Induktivitäten, hinter das Netzteil (34) geschaltet werden. Dieses Netzteil wird aus den Niederspannungsleitungen versorgt.
Fig.4 zeigt das Blockschaltbild des Senders (3) gemäß Fig. 1 nach Anspruch 4.
Die von einem Infrarotsender (4) abgestrahlten Signale (56) gelangen über einen infrarotempfindlichen Sensor (36), z.B. eine entsprechende Photodiode, auf eine Aufbereitungsstufe (37), bestehend z.B. aus einer entsprechenden integrierten Schaltung mit peripherer Beschaltung. Diese verstärkt das eingehende Signal und unterdrückt fremdlichtbedingte Störungen. Das Ausgangssignal (56) der Aufbereitungsstufe (37) wird in einer Verknüpfungsstufe (38), bestehend aus einem logischen UND-Glied, ausgebildet als integrierte Schaltung, mit einem Hochfrequenzsignal (58) verknüpft. Dieses ist das Ausgangssignal des Teilers (40), der sein Eingangssignal (57) von dem Oszillator (39) erhält. Am Ausgang der Verknüpfungsstufe (38) steht ein Signal (59) an. Das Ausgangssignal der Verknüpfungsstufe (38) wird einer Verstärkerstufe (41), bestehend aus einer Transistorschaltung, zugeführt. Das verstärkte Signal wird auf einen Parallelresonanzkreis, bestehend aus einem Kondensator und der Primärwicklung eines Übertragers, geführt. Das auf die Sekundärseite des Übertragers gelangende Signal wird über ein Filter (43), ausgebildet als in Reihe geschalteter Kondensator, der dazu dient die Lichtnetzfrequenz (61) abzublocken, in die Niederspannungsleitungen eingekoppelt. Signalform gemäß Fig.5 (62).
Der Übertrager und der primärseitige Kondensator bilden die Kopplungseinrichtung (42).
Die vorab beschriebenen Schaltungsblöcke (37, 38, 39, 40, 41, 42) werden durch ein Netzteil (44), bestehend aus einem Brückengleichrichter, einem Ladekondensator und einem Spannungsregler, aus den Niederspannungsleitungen versorgt. Zur Vermeidung von HF-Rückkopplungen wird ein Filter (45), ausgebildet als Induktivitäten, hinter das Netzteil (44) geschaltet.
Bei Einsatz des vorab beschriebenen Senders (3) auf der Lichtnetzseite der unter Fig. 1 beschriebenen Anordnung (Sender 3a) kann das Filter (45) entfallen. Zusätzlich muß im Netzteil (44) ein Netztransformator verwendet werden, der an die Lichtnetzleitungen angeschlossen wird.
Fig. 5 zeigt das Blockschaltbild des Koppelmoduls gemäß Anspruch l.
Die bei Betätigung eines Senders (1, 3a) auf den Lichtnetzleitungen vorhandenen pulscodemodulierten, hochfrequenten Signale (60) passieren das aus einem Kondensator bestehende Filter (46), daß die niederfrequente Wechselspannung (64) abblockt und das Nutzsignal (63) der Selektiv-Verstärkerstufe (47) zuführt. Diese wird gebildet aus einem Resonanzkreis und einem zweistufigen Transistorverstärker. Der Verstärker (47) verstärkt das empfangene Hochfrequenzsignal (63). Das an seinem Ausgang anstehende Signal (59) wird dem Optokoppler-Sender (48) zugeführt.
Zur Stromversorgung der vorab beschriebenen Schaltung wird ein Netzteil (49) verwendet, bestehend aus einem Vorwiderstand, ausgebildet durch einen Kondensator und einen ohmschen Widerstand, einer Einweggleichrichtung, Ladekondensator und Spannungsregler. Dieses Netzteil (49) wird aus dem Lichtnetz versorgt.
Die vom Optokoppler-Sender (48) abgegebenen Signale (59) werden vom Optokoppler-Empfänger (50) auf der Niederspannungsseite galvanisch getrennt empfangen.
Das Ausgangssignal des Optokoppler-Empfängers (50) wird auf eine Verstärkerstufe (51), bestehend aus einer zweistufigen Transistorschaltung, geführt. Das verstärkte Signal (59) wird auf einen Parallelresonanzkreis, bestehend aus einem Kondensator und der Primärwicklung eines Übertragers geführt. Das auf die Sekundärseite des Übertragers gelangende Signal wird über ein Filter (53), ausgebildet als in Reihe geschalteter Kondensator, der dazu dient, die Lichtnetzfrequenz (64) abzublocken, in die Niederspannungsleitungen eingekoppelt. Der Übertrager und der primärseitige Kondensator bilden die Kopplungseinrichtung (52) .
Die vorab beschriebene Schaltungsblöcke (50 bis 53) werden durch ein Netzteil (54), bestehend aus einem Brückengleichrichter, einem Ladekondensator und einem Spannungsregler, aus den Niederspannungsleitungen versorgt. Zur Vermeidung von HF-Rückkopplungen muß ein Filter (55), ausgebildet als Induktivitäten, hinter das Netzteil (54) geschaltet werden.
Das vorab beschriebene Koppelmodul (46 bis 55) kann bei kleiner Sendeleistung der Sender (1, 3a) verwendet werden, um die Nutzsignaldämpfung durch den Transformator zu vermeiden.
Das beschriebene Fernsteuersystem gestattet eine bisher nicht mögliche selektive Steuerung (Ein/Aus o. Helligkeit) von mehreren (Halogen)-Niedervolt-Leuchten unter Mitverwendung der vorhandenen Lichtnetzleitungen auf herkömmlichen Seil-, Schienen-, Stangen- oder Einbau- Niedervolt-Zweileitersystemen durch Einsatz einer Empfängerelektronik in jeder Leuchte.
Die Steuerung kann durch mehrkanalige tasturgesteuerte Sender erfolgen, die als Ersatz für Lichtschalter in herkömmlichen Installationsdosen installiert werden können oder z.B. durch einen mehrkanaligen batteriebetriebenen Infrarot-Handsender.
Ein Kanalwähler an jeder Leuchte gestattet es, die Leuchten einzeln oder in Gruppen zu steuern.
Die Empfängerelektronik erhält die Steuersignale direkt aus den Niederspannungsleitungen, über die auch der Strom für die Lampen fließt.
Die Steuersignale können sowohl in die Niederspannungsleitungen als auch in die Lichtnetzleitungen eingekoppelt werden, wo sie dann durch den Transformator übertragen werden.
Die Signale eines Infrarotsenders werden von einer entsprechenden Elektronik empfangen und derart umgesetzt, daß sie ebenfalls in die Niederspannungsleitungen oder die Lichtnetzleitungen eingekoppelt werden können.
1 Sender mit Schaltelementen, Lichtnetzseite
la Sender mit Schaltelementen,Niederspannungsseite
2 Transformator 2a Koppelmodul
3 Sender mit Infrarot-Empfangsvorrichtung, Niederspannungsseite
3a Sender mit Infrarot-Empfangsvorrichtung, Lichtnetzseite
4 Infrarot-Sender 5-13 Empfangsvorrichtungen
14 Netzfilter
15 Filter
16 Verstärker
17 Detektor
18 Kanalerkennung
19 Kanalwähler
20 Vergleicher
21 Ansteuerstufe
22 Leistungsstufe 22a Entstörfilter
23 Niedervoltlampe
24 Filter
25 Netzteil
26 Schaltelemente (Tasten oder Rechnerschnittstelle)
27 Pulscodeerzeugung
28 Verknüpfungsstufe
29 Oszillator
30 Teiler
31 Verstärker
32 Koppeleinrichtung
33 Filter
34 Netzteil
35 Filter
36 Infrarot-Sensor
37 Aufbereitungsstufe
38 Verknüpfungsstufe
39 Oszillator
40 Teiler
41 Verstarker
42 Koppeleinrichtung
43 Filter
44 Netzteil
45 Filter
46 Filter
47 Verstärker
48 Optokoppler (Sender)
49 Optokoppler (Empfänger)
50 Netzteil
51 Verstärker
52 Koppeleinrichtung
53 Filter
54 Netzteil
55 Filter
56 bis 64 Kurvenformen

Claims (5)

  1. Schutzansprüche
    Fernsteuersystem, bei dem in die Stromversorgungsleitungen Signale in pulscodemodulierter Form eingespeist und empfangen werden können, mit Sendern mit Hochfrequenzoszillator, dessen Schwingungen entsprechend den zu sendenden Daten getastet und an die Stromversorgungsleitungen gelegt werden, und Empfangsvorrichtungen, die die auf den Stromversorgungsleitungen vorhandenen pulscodemodulierten Signale aufnehmen und in Steuersignale umsetzen.
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mehrere Empfangseinrichtungen (5 bis 13) auf der Niederspannungsseite eines Transformators (2) parallel angeschlossen sind, die jeweils über Kanalwähler (19) auf einen bestimmten Kanal eingestellt werden können und Niedervoltlampen (23) steuern.
  2. 2. Fernsteuersystem nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mehrkanalige Sender (1,1a,3,3a) an das vorhandene Lichtnetz und/oder an die Niederspannungsseite des Transformators (2) angeschlossen werden können.
  3. 3. Fernsteuersystem nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet durch Schaltelemente (26), ausgebildet insbesondere als mechanische Taster oder als Bestandteile einer Rechnerschnittstelle, wobei jedem Schaltelement ein Kanal zugeordnet ist.
  4. 4. Fernsteuersystem nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet durch eine Infrarotempfangsvorrichtung (36,37), die pulscodierte Signale eines Infrarotsenders (4) mit mehreren Tasten, bei dem jeder Taste ein Kanal zugeordnet ist, empfängt und derart umsetzt, daß diese in die Stromversorgungsleitungen eingespeist werden können.
  5. 5. Fernsteuersystem nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch ein Koppelmodul (46 bis 55) mit Optokoppler (48, 50), daß dazu dient, die Steuersignale der Sender (1, 3a) von der Lichtnetzseite auf die Niederspannungsseite galvanisch getrennt einzukoppeln.
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