EP1345427A1 - Verfahren zur Kommunikation mit einem Betriebsgerät für Lampen - Google Patents

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Publication number
EP1345427A1
EP1345427A1 EP03004438A EP03004438A EP1345427A1 EP 1345427 A1 EP1345427 A1 EP 1345427A1 EP 03004438 A EP03004438 A EP 03004438A EP 03004438 A EP03004438 A EP 03004438A EP 1345427 A1 EP1345427 A1 EP 1345427A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
operating device
control unit
communication
lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03004438A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Huber
Bernhard Reiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Publication of EP1345427A1 publication Critical patent/EP1345427A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/18—Controlling the light source by remote control via data-bus transmission

Definitions

  • the invention is based on communication methods according to the preamble of Claim 1. These are in particular communication methods for Exchange of data between a control gear for a light source and a Control device for devices for image projection.
  • Such lamps are usually operated with a rectangular current, whose fundamental frequency is between 50 Hz and 1 kHz.
  • the polarity reversal of this lamp current commutation is referred to below on the rectangular edges.
  • the demand for light that is as uniform as possible is only conditional upon commutation to comply with, which is why an attempt is made to commutate at one time place that is not critical in the temporal course of the image information. This requires, that communication takes place between the control gear and the control unit, at which the control device transmits a synchronization signal to the operating device, which commutation triggers. If the projector contains a so-called color wheel that shows the time sequence controls the projection of different colors, commutation is preferred performed during a color transition.
  • Synchronization usually makes no sense because the projection of different colors is not sequential but parallel and thus there is no temporal color transition.
  • the communication from the control device to the control gear only used to switch the control gear on and off. This switching signal will in the sense of a clear presentation also called sync signal below.
  • the control unit is sensitive to electrical interference and includes u. U. accessible parts, while the control gear compared to the control unit high Currents and voltage produced and generally connected to a mains voltage is. Therefore, in the prior art for communication between Control gear and control unit optocoupler used, the so-called SELV (Safety Extra Low Voltage) requirements are sufficient. Naturally, optocouplers are less suitable for analog signal transmission, which is why digital communication between Operating device and control device is preferred.
  • the transmission of the synchronous signal requires communication from the control unit towards the control gear. Also in the opposite direction is after a communication known in the prior art. It is a so-called "lamp-lit signal", with which the operating device merely informs the control device, that the lamp is on.
  • An optocoupler is used for the transmission of the lamp lit signal and the synchronous signal needed. According to the state of the art, these optocouplers are only transmit the signals mentioned. However, communication would be desirable further information. On the one hand, the control unit needs considerably more information, than just the one bit of information about whether the lamp is on or not, for example information about the power consumed by the lamp. To the others, the control unit needs more intervention options in the operating device, than just the synchronization described, for example the specification of a lamp power.
  • the use of a third optocoupler is prior art Known about the information transmitted from the control unit to the operating device can be. This third optocoupler not only increases the effort and the Cost of a projector in question, but also enlarges the geometric Dimensions of the components to accommodate in the projector cabinet are. This aspect wins with the progressive miniaturization of the projectors more and more important.
  • the object of the present invention is a method according to the preamble of claim 1 to provide communication for the exchange of data between an operating device for a light source and a control device with low Effort accomplished.
  • the invention is based on the fact that the two o. G. Optocoupler to transmit the Synchronous and the lamp-lit signal, which are present in each case, are used to transmit additional information. This advantageously makes no additional Hardware effort required.
  • the projectors in question usually controlled by software from built-in microcontrollers, it is possible that the invention only in a projector according to the prior art is realized through a software change.
  • control unit becomes an operating device via an optocoupler transmit the synchronizing signal.
  • the actual information about synchronization commutation is usually in the rising edge of the synchronous signal.
  • the duration of the synchronizing signal is used for others Transfer information about the control gear.
  • the rising edge of the Synchronous signal detected. If a detection takes place, a waiting timer is started, reading out the level of the person after a fixed waiting period Signals causes whose information content is to be recorded.
  • the information content lies according to the invention in the synchronous signal.
  • a predetermined waiting time is waited for with the aid of the wait timer.
  • an evaluation time has been reached and the The level of the synchronizing signal is evaluated.
  • the level of the synchronizing signal can assume two values, each corresponding to a high level or a low level. After the rising edge, the synchronizing signal is at a high level.
  • the information to be transmitted from the control unit to the operating device Since it is as stated above, this is digital information takes said duration either an H value or an L value.
  • the H value can now be transferred be assigned to a logical 1 and the L value to a logical 0. Without Limitation of generality is assumed below that the H value is shorter than the L value.
  • a value is selected for the waiting time, which lies between the H value and the L value.
  • the communication method according to the invention is not limited to the transmission isolated bits. Rather, several bits transmitted in series can be combined into one so-called word can be summarized. For example, similar to the standard RS232 by transmitting a start bit followed by 8 bits and a stop bit one byte are transferred.
  • the information transfer from the operating device to the control unit takes place via a second optocoupler, which in the prior art for the transmission of the lamp-lit signal is provided.
  • the information transmission also works for the operating device from the control gear to the control unit in synchronism with the rising edge of the synchronizing signal.
  • the operating device first detects the rising edge of the synchronizing signal. If a detection takes place, a in the control gear becomes a send timer and in the control unit started a reception timer.
  • the control unit does not need one Detector for detection of the rising edge of the synchronizing signal, since it itself emits a synchronous signal.
  • the control gear sets the lamp lit signal to one corresponding to the information to be transmitted Level.
  • the control unit evaluates the lamp-lit signal out.
  • the level of the lamp-lit signal can also be changed assume two values, each corresponding to a high level or a low level, which in turn are assigned to a logical 1 or a logical 0.
  • one bit is from Transfer operating device to the control unit. The transmission of another bit will triggered by the next rising edge of the synchronizing signal.
  • the above Transmission timer can be saved if there is no waiting time for the transmission of a bit is required by the lamp lit signal.
  • the lamp lit signal will in this case immediately after the detection of the rising edge of the synchronizing signal set to the level corresponding to the information to be transmitted. On the side of the control unit are in this case only by means of the reception timer Waiting times for information transmission and then the lamp-lit signal evaluated.
  • the transmission runs synchronously, without in the operating device a time base must be provided.
  • the output from the control unit provides the time base for the transmission both from the control unit to the control gear and to the opposite Direction.
  • the communication method according to the invention is synchronous transmission from the operating device to the control unit, especially for the synchronous signal advantageous since the synchronous signal generally does not have a fixed period having. Rather, successive time intervals are increasing Flanks of the synchronizing signal differ.
  • control unit can control the operating device transmit a command sequence that provides the coupling between commutation and cancels the sync signal.
  • FIG. 1 shows the time course of a synchronization signal S- and Lamp-lit signal L shown. Points 1 to 11 are indicated by arrows.
  • the course of the synchronizing signal S is first explained.
  • the synchronizing signal S has a rising edge from a low level to a high level that is detected by the control gear.
  • the control gear starts at the same time a waiting timer that is set to a waiting time.
  • the duration that the control unit transmitted synchronization signal S remains at the high level only assume two values, namely an H value or an L value.
  • the waiting time is chosen that it lies between these values.
  • the synchronizing signal S evaluated.
  • the operating device for Time 2 fixes a synchronization signal S that has fallen back to low level. from that the duration of the high level can be derived.
  • the definitions presented by way of example in the invention it recognizes that Operating device at time 2 that the control unit has transmitted a logical 1.
  • the synchronizing signal S again has a rising edge is detected by the control gear.
  • the control gear evaluates to Time 4 the level of the synchronizing signal S out.
  • the synchronizing signal S remains this time longer at the high level than after the rising edge at time 1. Therefore, the operating device recognizes at time 4 that the synchronizing signal S is still Has a high level and thus a logical 0 was transmitted.
  • the operating device detects the next rising edge.
  • the present Example recognizes the control gear after the waiting time at time 6, that the control unit has transmitted a logical 1. Waiting after time 6 the operating device until it detects the next rising edge of the synchronizing signal S. and the transmission of further bits is repeated cyclically.
  • the synchronous signal S in FIG. 1 is an example of the time profile of a Lamp-lit signal L shown. Dashed lines are intended to indicate the temporal reference of the clarify both signals to each other.
  • the control gear gives a lamp-lit signal L with a level corresponding to the desired information out.
  • the control unit evaluates the lamp-lit signal L out. Send and receive timers are coordinated so that for Time of evaluation of the lamp lit signal L by the control unit accordingly the information to be transmitted valid level on the lamp lit signal L is applied.
  • the send timer started at time 1 is at the time 7 expired.
  • the control gear begins the level of Set lamp-lit signal L according to the next information to be transmitted.
  • the operating device has the time until the reception timer expires Available.
  • the control unit evaluates the lamp-lit signal L. always at the same time as the rising edge of the synchronizing signal S.
  • the task the reception timer can thereby advantageously at least partially by in the control unit existing facilities for generating the synchronizing signal S taken over become.
  • the control gear has in the present case up to the next rising edge of the synchronizing signal S time to a valid level for that set the next bit to be transmitted.
  • Communication method offers a microcontroller, in which u. A few command cycles may be sufficient to achieve the necessary runtime of the send timer. Between times 7 and 8 and times 9 and 10 is the Any course of the lamp lit signal L. It only has to be guaranteed that a valid level has been reached at evaluation times 1, 3 and 5. This is in Example from times 8 and 10 the case.
  • FIG. 2 shows a longer time course of a synchronizing signal S, at to which a byte of information is transmitted.
  • the transfer is initiated by a start bit labeled Start, which is a short sync signal pulse is realized. This is followed by 8 data bits D0 to D7. By hatching it is indicated that the data bits are short or long, depending on the information content can. After the last data bit D7, the byte is transmitted by a long stop bit marked with stop completed.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationsverfahren zum Austausch von Daten zwischen einem Betriebsgerät für eine Lichtquelle und einem Steuergerät bei Geräten zur Bildprojektion. Vorhandene einfache Signale werden benutzt, um komplexe Informationen zu übertragen. Die Information wird dabei durch die Pulsdauer bzw. die Amplitude der Signale abgebildet. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von Kommunikationsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um Kommunikationsverfahren zum Austausch von Daten zwischen einem Betriebsgerät für eine Lichtquelle und einem Steuergerät bei Geräten zur Bildprojektion.
Stand der Technik
In Geräten, die zur Projektion von bildhaften Inhalten dienen und im folgenden Projektoren genannt werden, findet man folgende Komponenten:
  • Ein optisches Abbildungssystem mit einer Lichtquelle
  • Ein Betriebsgerät, das die Lichtquelle mit Energie versorgt
  • Eine Lichtmodulationseinheit, die dem von der Lichtquelle ausgehenden Licht die darzustellende Bildinformation aufprägt
  • Eine Steuereinheit mit folgenden Aufgaben:
    • Dem Projektor zugeführte Bildinformation in für die Lichtmodulationseinheit geeigneter Weise aufbereiten und dieser zuführen
    • Das Betriebsgerät steuern und überwachen Beispiele für derartige Projektoren sind Rückprojektionsgeräte, die in großformatigen Fernsehgeräten eingesetzt werden oder sog. Beamer, die meist zur Darstellung von Informationen dienen, die von Computern geliefert werden.
Für die Lichtmodulationseinheit herrschen derzeit zwei konkurrierende Systeme vor. Eines basiert auf der Flüssigkristalltechnologie (LCD), das andere besteht aus einer Matrix von Mikrospiegeln (DLP), die adressierbar und durch elektrische Signale kippbar sind. Die Kosten für beide aufgeführten Lichtmodulationseinheiten steigen überproportional mit der Fläche der Lichtmodulationseinheit, weshalb versucht wird, diese möglichst klein zu halten. Daraus ergeben sich Anforderungen an das optische System, insbesondere an die Lichtquelle. Die Lichtquelle soll möglichst punktformig sein und eine möglichst hohe Leuchtdichte aufweisen. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, kommen vorwiegend Höchstdruck-Entladungslampen mit kurzer Bogenlänge zum Einsatz.
Derartige Lampen werden in Regel mit einem rechteckförmigen Strom betrieben, dessen Grundfrequenz zwischen 50 Hz und 1 kHz liegt. Die Umpolung dieses Lampenstroms an den Rechteckflanken wird im folgenden Kommutierung genannt. Die Forderung nach möglichst gleichförmigem Licht ist bei der Kommutierung nur bedingt einzuhalten, weshalb versucht wird, die Kommutierung auf einen Zeitpunkt zu legen, der im zeitlichen Verlauf der Bildinformation unkritisch ist. Dies setzt voraus, dass eine Kommunikation zwischen Betriebsgerät und Steuergerät stattfindet, bei der das Steuergerät dem Betriebgerät ein Synchronsignal übermittelt, das eine Kommutierung auslöst. Falls der Projektor ein sog. Farbrad enthält, das die zeitliche Abfolge der Projektion verschiedener Farben steuert, wird eine Kommutierung bevorzugt während eines Farbübergangs durchgeführt.
Bei herkömmlichen nicht reflektierenden sondern transmittierenden Lichtmodulationseinheiten in LCD-Technik ist eine o. g. Synchronisierung meist nicht sinnvoll, da die Projektion verschiedener Farben nicht sequentiell sondern parallel erfolgt und somit kein zeitlicher Farbübergang stattfindet. Bei Projektoren, die nach dieser Technik arbeiten, wird die Kommunikation vom Steuergerät zum Betriebsgerät nur dazu benutzt, um das Betriebsgerät ein- und auszuschalten. Dieses Schaltsignal wird im Sinne einer übersichtlichen Darstellung im folgenden auch Synchronsignal genannt.
Das Steuergerät ist empfindlich gegenüber elektrischen Störungen und beinhaltet u. U. berührbare Teile, während das Betriebgerät im Vergleich zum Steuergerät hohe Ströme und Spannung produziert und im allgemeinen mit einer Netzspannung verbunden ist. Deshalb werden im Stand der Technik zur Kommunikation zwischen Betriebsgerät und Steuergerät Optokoppler eingesetzt, die sog. SELV (Safety Extra Low Voltage) Anforderungen genügen. Naturbedingt eignen sich Optokoppler weniger für eine analoge Signalübertragung, weshalb eine digitale Kommunikation zwischen Betriebsgerät und Steuergerät bevorzugt wird.
Die Übermittlung des Synchronsignals benötigt eine Kommunikation vom Steuergerät in Richtung zum Betriebsgerät. Auch in die entgegengesetzte Richtung ist nach dem Stand der Technik eine Kommunikation bekannt. Es handelt sich dabei um ein sog. "Lamp-Lit-Signal", mit dem das Betriebsgerät dem Steuergerät lediglich mitteilt, dass die Lampe brennt.
Für die Übertragung des Lamp-Lit-Signals und des Synchronsignals wird je ein Optokoppler benötigt. Nach dem Stand der Technik werden über diese Optokoppler nur die genannten Signale übertragen. Wünschenswert wäre jedoch die Kommunikation weiterer Informationen. Zum einen benötigt das Steuergerät wesentlich mehr Informationen, als nur die ein Bit Information darüber, ob die Lampe brennt oder nicht, beispielsweise Information über die von der Lampe aufgenommene Leistung. Zum anderen benötigt das Steuergerät mehr Eingriffsmöglichkeiten in das Betriebsgerät, als nur die beschriebene Synchronisation, beispielsweise die Vorgabe einer Lampenleistung. Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung eines dritten Optokopplers bekannt, über den Informationen vom Steuergerät zum Betriebsgerät übertragen werden können. Dieser dritte Optokoppler erhöht nicht nur den Aufwand und die Kosten für einen in Rede stehenden Projektor, sondern vergrößert auch die geometrischen Abmessungen der Komponenten, die im Projektorgehäuse unter zu bringen sind. Dieser Aspekt gewinnt mit fortschreitender Miniaturisierung der Projektoren immer mehr an Bedeutung.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, das eine Kommunikation zum Austausch von Daten zwischen einem Betriebsgerät für eine Lichtquelle und einem Steuergerät mit geringem Aufwand bewerkstelligt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung beruht darauf, dass die beiden o. g. Optokoppler zur Übertragung des Synchron- und des Lamp-Lit-Signals, die in jedem Fall vorhanden sind, benutzt werden um zusätzliche Informationen zu übertragen. Dadurch wird vorteilhaft kein zusätzlicher Hardwareaufwand nötig. Da die in Rede stehenden Projektoren in der Regel durch die Software von eingebauten Microcontrollern gesteuert werden, ist es möglich, dass in einem Projektor nach dem Stand der Technik die Erfindung lediglich durch eine Softwareänderung realisiert wird.
Wie oben beschrieben, wird von der Steuereinheit zum Betriebsgerät über einen Optokoppler das Synchronsignal übertragen. Die eigentliche Information zur Synchronisation der Kommutierung steckt in der Regel in der steigenden Flanke des Synchronsignals. Erfindungsgemäß wird die Dauer des Synchronsignal benutzt um weitere Informationen zum Betriebsgerät zu übertragen.
Zur erfindungsgemäßen Erfassung eines Informationsgehalts bei der Kommunikation zwischen Betriebsgerät und Steuereinheit wird zunächst die steigende Flanke des Synchronsignals detektiert. Findet eine Detektion statt, so wird ein Warte-Timer gestartet, der nach einer fest eingestellten Wartezeit das Auslesen des Pegels desjenigen Signals bewirkt, dessen Informationsgehalt erfasst werden soll.
Im Fall der Kommunikation von der Steuereinheit zum Betriebsgerät liegt der Informationsgehalt erfindungsgemäß im Synchronsignal. Nach der Detektion dessen steigender Flanke wird mit Hilfe des Warte-Timers eine vorgegebene Wartezeit abgewartet. Nach dem Ablauf der Wartezeit ist ein Auswertezeitpunkt erreicht und der Pegel des Synchronsignals wird ausgewertet. Der Pegel des Synchronsignals kann zwei Werte annehmen, die jeweils einem High-Pegel oder einem Low-Pegel entsprechen. Nach der steigenden Flanke liegt das Synchronsignal auf High-Pegel. In der Dauer, die das Synchronsignal auf dem High-Pegel verharrt, steckt erfindungsgemäß die von der Steuereinheit zum Betriebsgerät zu übertragene Information. Da es sich, wie oben ausgeführt, um eine digitale Information handelt, nimmt besagte Dauer entweder einen H-Wert oder einen L-Wert an. Der H-Wert kann nun der Übertragung einer logischen 1 und der L-Wert einer logischen 0 zugeordnet werden. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird im folgenden angenommen, dass der H-Wert kürzer als der L-Wert sei. Für die Wartezeit wird erfindungsgemäß ein Wert gewählt, der zwischen dem H-Wert und dem L-Wert liegt. Wird nun bei der Auswertung des Synchronsignals zum Auswertezeitpunkt ein High-Pegel festgestellt, hat folglich die Dauer des Synchronsignals gemäß obiger Definition den L-Wert angenommen, womit eine logische 0 zum Betriebsgerät übertragen wurde. Wird bei der Auswertung des Synchronsignals zum Auswertezeitpunkt ein Low-Pegel festgestellt, hat die Dauer des Synchronsignals den H-Wert angenommen und es wurde eine logische 1 übertragen. Damit ist die Übertragung eines Bits von der Steuereinheit zum Betriebsgerät abgeschlossen und das Betriebsgerät wartet, bis die nächste steigende Flanke des Synchronsignals detektiert wird.
Der erfindungsgemäβe Gedanke ist nicht an die o.g. Pegeldefinitionen gebunden. Vielmehr kann die Erfindung auch dadurch realisiert werden, dass alle Pegel invertiert sind und eine Detektion der fallenden Flanke des Synchronsignals stattfindet.
Das erfindungsgemäße Kommunikationsverfahren ist nicht beschränkt auf die Übertragung isolierter Bits. Vielmehr können mehrere, seriell übertragene Bits zu einem sog. Wort zusammengefasst werden. Beispielsweise kann ähnlich dem Standard RS232 durch die Übertragung eines Startbits gefolgt von 8 Bits und einem Stoppbit ein Byte übertragen werden.
Die Informationsübertragung vom Betriebsgerät zur Steuereinheit geschieht über einen zweiten Optokoppler, der im Stand der Technik für die Übertragung des Lamp-Lit-Signals vorgesehen ist. Wie bei der Informationsübertragung von der Steuereinheit zum Betriebsgerät arbeitet erfindungsgemäß auch die Informationsübertragung vom Betriebsgerät zur Steuereinheit synchron zur steigenden Flanke des Synchronsignals. Das Betriebsgerät detektiert zunächst die steigende Flanke des Synchronsignals. Findet eine Detektion statt, so wird ein im Betriebsgerät ein Sende-Timer und in der Steuereinheit ein Empfangstimer gestartet. Die Steuereinheit benötigt keinen Detektor zur Detektion der steigenden Flanke des Synchronsignals, da sie selbst das aussenden eines Synchronsignals auslöst. Nach Ablauf des Sendetimers legt das Betriebsgerät das Lamp-Lit-Signal auf einen der zu übertragenden Information entsprechenden Pegel. Nach Ablauf des Empfangstimers wertet die Steuereinheit das Lamp-Lit-Signal aus. Wie beim Synchronsignal, kann auch der Pegel des Lamp-Lit-Signals zwei Werte annehmen, die jeweils einem High-Pegel oder einem Low-Pegel entsprechen, welche wiederum einer logischen 1 oder einer logischen 0 zugeordnet werden. Nach der Auswertung des Lamp-Lit-Signals durch die Steuereinheit ist ein Bit vom Betriebsgerät zur Steuereinheit übertragen. Die Übertragung eines weiteren Bits wird durch die nächste steigende Flanke des Synchronsignals ausgelöst.
Der o. g. Sendetimer kann eingespart werden, falls keine Wartezeit für die Aussendung eines Bits durch das Lamp-Lit-Signal benötigt wird. Das Lamp-Lit-Signal wird in diesem Fall unmittelbar nach der Detektion der steigenden Flanke des Synchronsignals auf den der zu übertragenden Information entsprechenden Pegel gelegt. Auf der Seite der Steuereinheit werden in diesem Fall mittels des Empfangstimers lediglich Laufzeiten für Informationsübertragung abgewartet und dann das Lamp-Lit-Signal ausgewertet.
Wie bei der Übertragung von der Steuereinheit zum Betriebsgerät, ist auch das erfindungsgemäße Kommunikationsverfahren in die andere Richtung nicht beschränkt auf die Übertragung isolierter Bits. Vielmehr können auch hier mehrere, seriell übertragene Bits zu einem Wort zusammengefasst werden. Beispielsweise kann ähnlich dem Standard RS232 durch die Übertragung eines Startbits gefolgt von 8 Bits und einem Stoppbit ein Byte übertragen werden.
Hervorzuheben bei der Übertragung vom Betriebsgerät zur Steuereinheit ist folgender erfindungsgemäßer Vorteil: Die Übertragung läuft synchron, ohne dass im Betriebsgerät eine Zeitbasis bereitgestellt werden muss. Das von der Steuereinheit ausgegebene Synchronsignal liefert erfindungsgemäß die Zeitbasis für die Übertragung sowohl von der Steuereinheit zum Betriebsgerät als auch in die entgegengesetzte Richtung. Das erfindungsgemäße Kommunikationsverfahren ist für eine synchron zum Synchronsignal laufende Übertragung vom Betriebsgerät zur Steuereinheit besonders vorteilhaft, da das Synchronsignal im allgemeinen keine feste Periodendauer aufweist. Vielmehr sind aufeinanderfolgende zeitliche Abstände der steigenden Flanken des Synchronsignals unterschiedlich.
In einem Projektor in dem das beschriebene Kommunikationsverfahren angewandt wird, sind zahlreiche Informationsinhalte zur Übertragung denkbar. Beispielsweise können aktuelle Lampen-Betriebsgrößen, wie die Lampenleistung vom Betriebsgerät an die Steuereinheit übermittelt werden. Andererseits kann die Steuereinheit dem Betriebsgerät übermitteln, welche Art von Betriebsgröße übermittelt werden soll, oder welchen Wert die Sollgröße für die Lampenleistung annehmen soll. Diese Beispiele zeigen, dass es vorteilhaft ist, dass der Informationsfluss nicht nur von der Steuereinheit zum Betriebsgerät oder vom Betriebsgerät zur Steuereinheit gerichtet ist. Erfindungsgemäß wird nicht nur der Informationsgehalt des Synchronsignals oder des Lamp-Lit-Signals ausgewertet, sondern beide Signale enthalten Information, die ausgewertet wird.
Eine weitere Anwendung ist das Ein- und Ausschalten des Betriebsgeräts. Dies wurde bereits oben für den Fall der transmittierenden LCDs beschrieben. Bei dieser Anwendung ist keine Kommutierung synchron zum Synchronsignal nötig. Mit Hilfe des erfindungsgemäβen Kommunikationsverfahrens kann die Steuereinheit dem Betriebsgerät eine Befehlssequenz übermitteln, die die Kopplung zwischen Kommutierung und Synchronsignal aufhebt.
Weitere Anwendungen sind die Übermittlung von Informationen über Temperaturen im Betriebsgerät, Software Version, Seriennummer eines Microcontrollers oder Anweisungen zu Betriebsmodi wie Economy-Mode oder Auswahl einer Software-Version.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens wird in einem Projektor eine Flexibilität möglich, die kostspielige Hardwareänderungen in vielen Fällen vermeidbar macht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1
den zeitlichen Verlauf eines erfindungsgemäβen Synchron- und Lamp-Lit-Signals,
Figur 2
den zeitlichen Verlauf eines erfindungsgemäßen Synchronsignals zur Übertragung eines Bytes.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In Figur 1 ist der zeitliche Verlauf eines erfindungsgemäßen Synchronsignals S- und Lamp-Lit-Signals L dargestellt. Durch Pfeile sind Zeitpunkte 1 bis 11 gekennzeichnet.
Zunächst wird der Verlauf des Synchronsignals S erläutert. Zum Zeitpunkt 1 weist das Synchronsignal S eine steigende Flanke von einem Low-Pegel zu einem High-Pegel auf, die vom Betriebsgerät detektiert wird. Gleichzeitig startet das Betriebgerät einen Warte-Timer, der auf eine Wartezeit eingestellt ist. Zum Zeitpunkt 2 ist die Wartezeit abgelaufen. Erfindungsgemäß kann die Dauer, die das von der Steuereinheit gesendete Synchronsignal S auf dem High-Pegel verharrt nur zwei Werte annehmen, nämlich einen H-Wert oder einen L-Wert. Die Wartezeit ist so gewählt, dass sie zwischen diesen Werten liegt. Zum Zeitpunkt 2 wird das Synchronsignal S ausgewertet. In dem in Figur 1 dargestellten Beispiel stellt das Betriebsgerät zum Zeitpunkt 2 ein wieder auf Low-Pegel abgefallenes Synchronsignal S fest. Daraus kann die Dauer des High-Pegels abgeleitet werden. Werden die bei der Darstellung der Erfindung beispielhaft vorgestellten Definitionen angenommen, so erkennt das Betriebsgerät zum Zeitpunkt 2, dass die Steuereinheit eine logische 1 übertragen hat.
Zum Zeitpunkt 3 weist das Synchronsignal S wieder eine steigende Flanke auf, die vom Betriebsgerät detektiert wird. Nach der Wartezeit wertet das Betriebsgerät zum Zeitpunkt 4 den Pegel des Synchronsignals S aus. Das Synchronsignal S verharrt diesmal länger auf dem High-Pegel, als nach der steigenden Flanke zum Zeitpunkt 1. Deshalb erkennt das Betriebsgerät zum Zeitpunkt 4, dass das Synchronsignal S noch High-Pegel aufweist und somit eine logische 0 übertragen wurde.
Zum Zeitpunkt 5 detektiert das Betriebsgerät die nächste steigende Flanke. Im vorliegenden Beispiel erkennt das Betriebsgerät nach der Wartezeit zum Zeitpunkt 6, dass die Steuereinheit eine logische 1 übertragen hat. Nach dem Zeitpunkt 6 wartet das Betriebsgerät, bis es die nächste steigende Flanke des Synchronsignals S detektiert und die Übertragung weiterer Bits wird zyklisch wiederholt.
Unter dem Synchronsignal S ist in Figur 1 beispielhaft der zeitliche Verlauf eines Lamp-Lit-Signals L dargestellt. Gestrichelte Linien sollen den zeitlichen Bezug der beiden Signale zueinander verdeutlichen. Nach obiger Darstellung der Erfindung startet in der Steuereinheit nach der steigenden Flanke einen Empfangstimer und im Betriebsgerät einen Sendetimer. Nach Ablauf des Sendetimers gibt das Betriebsgerät ein Lamp-Lit-Signal L mit einem der gewünschten Information entsprechenden Pegel aus. Nach Ablauf des Empfangstimers wertet die Steuereinheit das Lamp-Lit-Signal L aus. Sende- und Empfangstimer sind so aufeinander abgestimmt, dass zum Zeitpunkt der Auswertung des Lamp-Lit-Signals L durch die Steuereinheit ein entsprechend der zu übertragenden Information gültiger Pegel am Lamp-Lit-Signals L anliegt.
Im vorliegenden Beispiel ist der zum Zeitpunkt 1 gestartete Sendetimer zum Zeitpunkt 7 abgelaufen. Ab diesem Zeitpunkt beginnt das Betriebsgerät den Pegel des Lamp-Lit-Signals L entsprechend der nächsten zu übertragenden Information einzustellen. Dafür steht dem Betriebsgerät die Zeit bis Ablaufen des Empfangstimers zur Verfügung. Im vorliegenden Beispiel wertet die Steuereinheit das Lamp-Lit-Signal L immer zeitgleich mit der steigenden Flanke des Synchronsignals S aus. Die Aufgabe des Empfangstimers kann dadurch vorteilhaft zumindest teilweise durch im Steuergerät vorhandene Einrichtungen zur Erzeugung des Synchronsignals S übernommen werden. Das Betriebsgerät hat als im vorliegenden Fall bis maximal zur nächsten steigenden Flanke des Synchronsignals S Zeit, um einen gültigen Pegel für das nächste zu übertragenen Bit einzustellen. Aus dem Verlauf des Lamp-Lit-Signals L ist zu entnehmen, dass ab dem Zeitpunkt 8 das Signal einen High-Pegel erreicht hat. Dies rechtzeitig, bevor es zum Zeitpunkt 3 durch die Steuereinrichtung ausgewertet wird. Die Zuordnung des zum Zeitpunkt 3 vorliegenden High-Pegels zu einer logischen 0 oder 1 ist beliebig wählbar. Vor dem Zeitpunkt 3 wurde das Lamp-Lit-Signal L zum Zeitpunkt 1 ausgewertet, zu dem ein Low-Pegel vorlag. Nach dem High-Pegel von Zeitpunkt 3 wird das Lamp-Lit-Signal L zum Zeitpunkt 5 ausgewertet, zu dem gemäβ Figur 1 wieder ein Low-Pegel anliegt. Jeweils zu den steigenden Flanken des Synchronsignals (Zeitpunkte 1, 3 und 5) wird im Betriebsgerät der Sendetimer gestartet, der jeweils zu den Zeitpunkten 7, 9 und 11 abläuft. Die Laufzeit des Sendetimers muss lediglich so lange dauern, bis die Steuereinrichtung das Lamp-Lit-Signal L ausgewertet hat. Dies kann im Vergleich zu einer gesamten Zykluszeit zwischen zwei steigenden Flanken sehr schnell geschehen. Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Kommunikationsverfahrens bietet sich ein Microcontroller an, bei dem u. U. wenige Befehlszyklen ausreichen um die nötige Laufzeit des Sendetimers zu realisieren. Zwischen den Zeitpunkten 7 und 8 und den Zeitpunkten 9 und 10 ist der Verlauf des Lamp-Lit-Signals L beliebig. Es muss lediglich gewährleistet sein, dass zu den Auswertezeitpunkten 1, 3 und 5 ein gültiger Pegel erreicht ist. Dies ist im Beispiel ab den Zeitpunkten 8 und 10 der Fall.
In Figur 2 ist ein längerer zeitlicher Verlauf eines Synchronsignals S dargestellt, bei dem ein Byte an Information übertragen wird. Eingeleitet wird die Übertragung durch ein mit Start gekennzeichnetes Startbit, das durch einen kurzen Synchronsignalimpuls realisiert ist. Darauf folgen 8 Datenbits D0 bis D7. Durch eine Schraffur ist angedeutet, dass je nach Informationsgehalt die Datenbits kurz oder lang sein können. Nach dem letzten Datenbit D7 wird die Übertragung des Bytes durch ein langes, mit Stopp gekennzeichnetes Stoppbit abgeschlossen.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Kommunikation einer Steuereinheit mit einem Betriebsgerät für Lampen, dem die Steuereinheit zyklisch ein Synchronsignal (S) zuführt, mit folgenden Verfahrensschritten:
    Detektion einer Flanke des Synchronsignals (S) durch das Betriebsgerät
    Abwarten einer vorgegebenen Wartezeit
    Auswerten des Pegels eines Informationssignals
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Informationssignal das Synchronsignal (S) ausgewertet wird.
  3. Verfahren zur Kommunikation mit einem Betriebsgerät für Lampen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Synchronsignals (S) einen L-Wert und einen H-Wert annehmen kann und das Betriebsgerät das Synchronsignal (S) zu einem Auswertezeitpunkt auswertet, der zwischen dem L-Wert und dem H-Wert nach der Detektion der steigenden Flanke des Synchronsignals (S) liegt.
  4. Verfahren zur Kommunikation mit einem Betriebsgerät für Lampen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Informationssignal ein Lamp-Lit-Signal (L) ausgewertet wird, das vom Betriebsgerät erzeugt wird.
  5. Verfahren zur Kommunikation mit einem Betriebsgerät für Lampen gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lamp-Lit-Signal (L) zeitgleich mit der steigenden Flanke des Synchronsignals (S) durch die Steuereinheit ausgewertet wird.
  6. Verfahren zur Kommunikation mit einem Betriebsgerät für Lampen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Pegel von zwei Informationssignalen ausgewertet wird, wobei das Synchronsignal (S) und ein Lamp-Lit-Signal (L), das vom Betriebsgerät erzeugt wird, die Informationssignale bilden.
  7. Verfahren zur Kommunikation mit einem Betriebsgerät für Lampen gemäß einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zykluszeit, mit der das Synchronsignal (S) zyklisch wiederholt wird, unterschiedliche Werte annimmt.
  8. Gerät, das zur Projektion von bildhaften Inhalten geeignet ist, mit folgenden Merkmalen:
    Lichtquelle,
    Betriebsgerät, das die Lichtquelle mit Energie versorgt,
    Steuereinheit, die das Betriebsgerät steuert,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Betriebsgerät und Steuereinheit ein Kommunikationsverfahren nach einem der vorigen Ansprüche abläuft.
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