DK144990B - Lyskontrolsystem til elektriske lamper - Google Patents

Description

(19) DANMARK (^)

|Ρ (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT ου 144990 B

DIREKTORATET FOR PATENT- 06 VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 6518/74 (51) lnt.CI* H 05 B 37/02 (22) indleveringsdag 15· dec. 1974 H 01 H 47/24 (24) Løbedag 13· dec. 1974 (41) Aim. tilgængelig 15· Jun. 1975 (44) Fremlagt 19· Jul. 19^2 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 14. dec. 1973* 148214, MX

(71) Ansøger ELECTROTEC DE OCCIDENTE S.A., Guadalajara, MX.

(72) Opfinder Antonio de Avlla Seraf in, MX: Francisco Javier

Diaz Romo, MX.

(74) Fuldmægtig Firmaet Chas. Hude.

(54) Lyskontrolsystem til elektriske lamper.

Opfindelsen angår et lyskontrolsystem af den art, som anvendes i forbindelse med belysning på offentlige veje til automatisk tilslutning af enhver form for elektriske lamper (resistive og/eller induktive), når den omgivende lysintensitet falder under et forudbestemt niveau, og som omfatter relæorganer, såsom et elektromagnetisk relæ, et bimetallisk varmepåvirkeligt relæ eller et halv-lederrelæ til tænding og slukning af lamperne, fotoelektriske organer, som kan reagere på intensiteten af det omgivende lys ved at påvirke relasorganerne og et elektronisk timer-kredsløb, som QQ er indrettet til at kunne afbryde strømforsyningen til lamperne Ό efter en forudbestemt tidsperiode.

7> T> ^ Der kendes forskellige lyskontrolsystemer af denne art. De kan f.eks.

r— anvendes til at slukke gadebelysningen helt eller delvis i den sid- ste del af natten og i de tidligere morgentimer. Således beskriver -Q tysk patentskrift nr. 509.532 et system, der anvender et ur og en 2 U4990 fotoføler til dette formål. Uret er indrettet til på bestemte tidspunkter af døgnet at lade fotoføleren via et relæ tænde eller slukke de elektriske lamper i afhængighed af lysintensiteten af det omgivende lys. Uden for disse bestemte tidspunkter afbryder uret via relæet så strømtilførslen til de elektriske lamper. Denne opbygning er imidlertid ikke særlig hensigtsmæssig, da systemets funktionsduelighed ud over komponenternes pålidelighed er afhængig af, at uret går rigtigt. Dette ur vil, hvis det er elektrisk, i tilfælde af en strømafbrydelse komme bagefter, og flere på hinanden følgende strømafbrydelser vil bevirke, at fejlene akkumuleres. Dette system kræver altså et hyppigt tilsyn for at kunne fungere tilfredsstillende .

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe et lyskontrolsystem, som pålideligt kan slutte strømmen til et elektrisk lysanlæg ved solnedgang, lade lyset brænde et forudbestemt tidsrum, maksimalt dog til solopgang, hvorefter lyset slukkes og først påny tændes ved næste solnedgang.

Kontrolsystemet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at det fotoelektriske organ er koblet parallelt med en modstand i serie med en styret halvleder, hvilken halvleder styres gennem det forud-indstillelige elektroniske timer-kredsløb, og at de således parallelt koblede komponenter er forbundet i serie med en strømbegrænsende modstand og styreorganet til afbryderen i relæorganerne, hvilken afbryder både bryder strømmen til lamperne og strømmen til timer-kredsløbet, idet timer-kredsløbet er koblet parallelt med lamperne. Ved højlys dag vil det fotoelektriske organ lede og vil således trække strøm gennem styreorganet til relæafbryderen, som således holdes åben, dvs. at strømmen til lamperne i gadebelysningen er afbrudt, og lamperne er derfor slukkede. Ved solnedgang aftager lysintensiteten, og modstanden i det fotoelektriske organ stiger, således at strømmen gennem styreorganet til relæorganerne aftager og bliver så svag, at afbryderen i relæorganerne lukker. Derved sluttes strømmen til lamperne, som tændes, og samtidigt sluttes spændingen til det forud indstillede elektroniske timer-kredsløb. Dermed starter en tæller i det- 144990 3 te timer-kredsløb. Når den indstillede tidsperiode er forløbet, udsendes en impuls på udgangen af timer-kredsløbet. Denne impuls trigger den styrede halvleder, som derefter trækker strøm gennem styreorganet til relæorganerne, således at relæorganerne igen bryder og dermed afbryder strømmen både til lamper og timerkredsløb. Ved solopgang begynder det fotoelektriske organ igen at lede, og dermed falder spændingen over den styrede halvleder, som afbrydes. Det fotoelektriske organ trækker dagen igennem strøm nok til, at afbryderen i relæorganerne holdes åben.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et blokdiagram af en timer, fig. 2 et diagram af det elektroniske kredsløb i timeren, fig. 3 en første udførelsesform af kontrolkredsløbet ifølge opfindelsen, fig. 4 en anden udførelsesform af kontrolkredsløbet ifølge opfindelsen, og fig. 5 en tredje udførelsesform af kontrolkredsløbet ifølge opfindelsen.

Lyskontrolsystemet er sammensat af et lysfølsomt kredsløb og en elektronisk timer.

Det lysfølsomme kredsløb har til opgave: a) at holde lamperne slukkede, sålænge der er tilstrækkeligt sollys, b) at tænde for lamperne og den elektroniske timer, når intensiteten af det omgivende lys aftager til under et bestemt niveau.

144990 4

Timerens opgave er: a) at nulstille og starte en tælling fra nul,hver gange lamperne tændes, b) at slukke for lamperne efter et forudbestemt tidsinterval.

Der er adskillige muligheder for forskellige kredsløbsudformninger, og der vil i det følgende blive beskrevet tre eksempler på, hvordan en elektronisk timer kan sammenbygges med tre af de mest almindelige lysfølsomme kredsløb, nemlig: 1) et lyskontrolsystem med et elektromagnetisk relæ, 2) et lyskontrolsystem med et bimetallisk, varmepåvirkeligt relæ, 3) et lyskontrolsystem med et solid state relæd.

Af praktiske årsager vil der i det følgende først blive beskrevet et eksempel på den elektroniske timer, hvorefter en sådan enhed i det følgende blot vil blive omtalt som timeren.

Pig. 1 viser skematisk timeren, som består af en jævnstrømsforsyningsenhed 1, en oscillator 2 samt et impulstæller- og neddeler-kredsløb 3. Terminalerne 4 og 5 repræsenterer vekselspændingsindgangen. Terminalen 6 er udgangsterminalen for bryde-signalet. Kredsløbets fællesleder eller stelleder er betegnet med 7.

Et mere detaljeret kredsløbsdiagram kan ses i fig. 2.

Når belastningen (lampen) er tændt, ligger der en vekselspænding over teiminalerne 4 og 5 på en transformer 10. Transformeren 10's sekundære side afgiver en lavspændt vekselspænding til en dobbelt ensretter, bestående af dioderne 11 og 12. Jævnspændingen udglattes af kondensatoren 13 og reguleres af en integreret kreds 14. I mange alternative kredsløb kunne både transformeren 10 (idet dette erstattes af et spændingsdelende netværk) såvel som spændingsre- 5 1U990 gulatoren undværes. Ved påtrykningen af en jævnspænding nulstilles impulstællerne 8 og 9, idet transistoren 17 omgående bliver leden- - . . de (15, 16, 17, 18 og 19 er et nulstille/tælle-kredsløb), Samtidigt hermed begynder oscillatoren 20 at generere firkantimpulser, som ledes til impulstæller/neddeler-kredsløbet 8. Frekvensen af disse impulser bestemmes af det kredsløb, som udgøres af komponenterne 21, 22, 23 og 24.

De faste modstande 22 og 23 kan erstattes af temperaturafhængige modstande. Der kan således anvendes en termistor sammen med en ; eller flere faste modstande eller to termistorer og et antal faste modstande. Formålet hermed er at ændre oscillatorens frekvens som"· funktion af temperaturen, idet frekvensen sænkes i koldt vejr,-så- r: som om vinteren,og hæves, når vejret bliver varmere, som om sommeren.

På denne måde vil tændingstiden være kortere om sommeren, når solen går ned senere,og nætterne er kortere, og længere om vinteren, når solen går ned tidligere, og nætterne er længere.

Det integrerede kredsløb 8 har en begrænset tællekapacitet. Når· denne grænse er nået, afgiver det integrerede kredsløb 8 en firkantimpuls·. -til det integrerede kredsløb 9. Det integrerede kredsløb 8 nulstiller og er parat til at tælle forfra igen. ,

Det integrerede kredsløb 9 har ligeledes en begrænset tællekapacitet. Når denne kapacitet er nået, afgiver det integrerede kredsløb 9 en impuls igennem timerens udgang 6. Dette er slukke-signalet.

Denne kæde af impulstællere (eller kaskadetællere) kan gøres længere afhængig af den totale tid, man ønsker, der skal gå,fra den eksterne belastning (lamper) tilsluttes,og indtil slukke-signalet genereres af den sidste tæller i kæden, afhængig af frekvensen for oscillatoren 20 og dens tilknyttede kredsløb 21, 22, 23 og 24. Slukke-signalet består af den første firkantimpuls, som genereres af den sidste tæller/neddeler i denne kæde. Dette signal føres igennem terminalen 6 til en styret halvleder 31's styreudgang som vist i fig. 3, 4 og 5.

144990 6

Den komplette timer kan indeholdes i et enkelt integreret kredsløb eller kan sammensættes af diskrete komponenter eller en hvilken som helst anden kombination af integrerede kredsløb og diskrete komponenter.

I det elektranekaniske relæstyrede lyskontrolsystem, som er vist i fig. 3, vil det lys, som i dagtimerne falder på en fotocelle 29 gøre denne stærkt ledende, således at der går en tilstrækkelig stDr strøm igen en relæspole 27 til,at relæets kontakt 33 holdes åben, I tusmørket, som følger efter solnedgang, stiger fotocellens 29 modstand. Strømmen igennem spolen 27 aftager og svækker den elektromagnetiske kraft, som hidtil har holdt kontakten 33 åben. Når lysintensiteten er aftaget til et vist niveau, slutter relæet kontakten 33, og lampen 32 tændes.

Samtidigt med at lampen 32 tændes, sættes der spænding på timerens indgangsterminaler 4, 5, hvorved timeren aktiveres, nulstilles og påbegynder tællingen. Efter en forudvalgt tidsperiode afgiver timeren et slukke-signal til den styrede halvleder 31, som begynder at lede og kortslutte fotocellen 29, som stadig er højresistiv som følge af nattemørket.

Når den styrede halvleder 31 bliver ledende, går der en strøm igennem spolen 27, og denne strøm åbner for relæets afbryder 33, således at lampen 32 slukkes tillige med timeren.

Ved solopgang falder modstanden af fotocellen 29 og bliver mindre end modstanden af komponenten 30, således at halvlederen 31 behøves den nødvendige holdestrøm, hvorved halvlederen 31 blokeres. Fotocellen 29 skal nu dagen igennem kunne opretholde en tilstrækkelig stor strømstyrke gennem spolen 27, således at relæets afbryder 33 holdes åben dagen igennem.

Modstanden 25 begrænser spændingen og strømmen igennem det fotoelektriske kredsløb.

144990 7

Dioden 26 og kondensatoren 28 afgiver en udglattet jævnspænding til' ,-· halvlederen 31, hvilket er nødvendigt for at opretholde dens ledende tilstand, efter at den er blevet trigget af slukke-signalet fra timeren.

For det i fig. 4 viste, bimetalliske relæ-styrede lyskontrolsystem er den teoretiske virkemåde meget lig med den i forbindelse med fig.

3 forklarede med den undtagelse, at spolen 27 i fig. 3 er erstattet af et varmelegeme 25, og relækontakterne 33 åbnes ikke ved hjælp af elektromagnetisme, men ved hjælp af de udbøjningskræfter, som skyl-des forskellige udvidelseskoefficienter i det bimetalliske relæ, som påvirkes af den af modstanden 25 afgivne varme.

Kondensatoren 36 forsyner halvlederen 31 med strøm i de negative ' ‘ halvperioder, således at denne holdes ledende, efter at den er blevet 1 trigget af slukke-signalet fra timeren.

I solid state relæudgaven af lyskontrolsystemet, som er vist i fig.

5, trækker fotocellen 29 spænding fra styreindgangen på transi- ’ ' " storen 43 og forhindrer denne i at lede i dagtimerne.

Efter tusmørke er modstanden af fotocellen 29 forøget så meget, at spændingen på transistoren 43's styreindgang bliver høj nok til, at -denne bringes i ledende tilstand, således at halvlederrelæet 45 ligeledes trigges. Når solid state relæet er bragt i ledende tilstand, tændes lampen,og timeren startes. . -; · Når den ønskede tænde-tid er nået, sender timeren et slukke-signal til halvlederen 31's styreindgang, hvilket gør den ledende og fra- · tager transistoren 43 den nødvendige spænding til at bevare den le-· dende tilstand. Dette afskærer ligeledes solid state relæet 45, hvorved belastningen kobles ud. I dagtimerne bliver fotocellen 29 stærkt ledende, således at halvlederen 31 fratages den nødvendige holdestrøm og blokeres. Fotocellen 29 opretholder et lille, spændingsfald over sig, så længe der er tilstrækkeligt lys, hvil^r ket forhindrer trigningen af solid state relæet 45's indgang, således at lampen holdes slukket,og timeren er afbrudt. Fire dioder