EP2554021A1 - Netzspannungs-sendezweig einer schnittstelle eines betriebsgeräts für leuchtmittel - Google Patents

Netzspannungs-sendezweig einer schnittstelle eines betriebsgeräts für leuchtmittel

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EP2554021A1
EP2554021A1 EP11711091A EP11711091A EP2554021A1 EP 2554021 A1 EP2554021 A1 EP 2554021A1 EP 11711091 A EP11711091 A EP 11711091A EP 11711091 A EP11711091 A EP 11711091A EP 2554021 A1 EP2554021 A1 EP 2554021A1
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EP
European Patent Office
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bus
operating device
supply voltage
voltage
supply
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EP11711091A
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English (en)
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EP2554021B1 (de
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Frank Lochmann
Karlheinz Fenkart
Markus Kostner
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Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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Publication of EP2554021B1 publication Critical patent/EP2554021B1/de
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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
    • 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
    • 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
    • H05B47/185—Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission

Definitions

  • the present invention relates to the transmission of data or energy from an operating device for lighting, in particular to a method and a device and a system for data and / or energy transmission, in the field of building technology, in particular lighting technology.
  • Mains voltage modulated with a high-frequency signal Mains voltage modulated with a high-frequency signal.
  • Devices that are connected to the power grid within a building can thus transmit data via the power lines laid in the building or receive signals from other devices through appropriate demodulation.
  • the present invention is based on the object of specifying an alternative system, or to provide a system for the transmission of optional data or energy, which is particularly suitable for building services equipment.
  • the central idea is to provide an interface of a control device for lighting means with a mains voltage transmission branch, which selectively switches a mains voltage on a bus to another operating device.
  • a data and energy transfer take place, wherein the protocol of the data transmission, the states “mains voltage on” and “mains voltage off", the presence, number and / or duration of the receiving side can be evaluated by the other operating device.
  • the protocol preferably and thus in Ggs., For example, to PLC before no modulation to a mains voltage wave before.
  • an operating device for lighting means in particular an electronic ballast, can emit signals via an interface which has at least one transmission branch.
  • the signals are emitted in such a way that one of the interface separately (ie via a further input of the operating device) supplied to the mains voltage selectively, for example, over a predetermined period, is switched to the bus.
  • the mains voltage is connected to the said bus by a separately provided mains voltage supply of the operating device.
  • the electronic ballast or the operating device signals one or more other operating devices or other sensors or actuators in the Building technology send out signals. These can evaluate the signals by, for example, evaluating the repetition number of the network switching processes or their duration.
  • a higher-frequency signal is not modulated onto a continuous mains wave, but selectively switches the mains voltage on and off. This selective switching of the mains voltage can, for example, have a positive effect on the emission of interfering frequencies.
  • the transmitting branch of an interface of an operating device for lighting means can selectively switch mains voltage to a bus line, whereby an evaluation in the sense of a data transmission or even only an evaluation as energy for a "wake-up phase" can be provided on the receiving side. which requires a powered control unit to power its own power supply.
  • an operating device for operating, in particular, a lighting means is proposed, wherein the operating device has:
  • At least one supply connection for connecting the operating device to a supply voltage provided by a supply source, in particular an optionally rectified AC voltage such as, for example, a mains voltage,
  • Output terminals for controlling an associated illuminant such as at least one LED, OLED, or gas discharge lamp,
  • a transmitting branch coupled to the interface, the transmitting branch being adapted to selectively supply the supplied supply voltage, preferably an AC voltage, i. with a predetermined by a control unit of the operating device clocking to switch to the bus.
  • the signal transmission by the pulsed switching on of the supply voltage to the bus and thus the coding of the bus signal can be done with a higher frequency than the frequency of the AC supply voltage.
  • the supply voltage is preferably connected to the bus for signal transmission.
  • the signal transmitted over the bus must be coded by means of the time duration of the switching on of the supply voltage, or the number or the frequency of the Aufschaltvorlandais.
  • the supply voltage can preferably be connected to the bus for supplying energy to another device or receiver connected to the bus.
  • the operating device can be configured as master and the further device or receiver as slave.
  • the supply voltage applied to the bus can serve as starting energy of an active device or receiver connected to the bus, which has a separate power supply.
  • the switched-on supply voltage can be used as start-up energy for another operating device connected to the bus.
  • the supply voltage applied to the bus can serve as electrical supply to a passive device or receiver connected to the bus which does not have a separate power supply.
  • the passive device may be a sensor, in particular a brightness sensor or daylight sensor.
  • the interface may have a mains voltage-proof switch for connecting the supply voltage to the bus.
  • the operating device may have a receiving branch coupled to the interface, wherein the receiving branch is designed to evaluate a supply voltage applied to the bus.
  • the supply connections can be designed to connect a mains voltage.
  • a system is proposed with at least one operating device having a receiving branch described above.
  • the system may include a switch or button that, when actuated by a user, is configured to selectively connect a voltage, in particular the supply voltage, to the bus.
  • Another aspect of the invention relates to a lighting system comprising a plurality of operating devices for operating a light source, wherein the operating devices are each connected via an interface to a bus, and at least one supply terminal for connecting the operating device to one of a supply source made available
  • At least one operating device is connected via connections to a sensor
  • this operating device has a transmission branch coupled to the interface, wherein a control unit of the operating device switches the supplied and optionally rectified supply voltage clocked to the bus line to send data to another operating device, the data being analog or digitally encoded by the timing of the switching on of the supply voltage.
  • a method for transmitting data or energy via a bus starting from an operating device for operating in particular a lighting device to a receiver, wherein
  • the operating device is supplied by a supply voltage
  • the operating device selectively switches this received supply voltage onto the bus via a transmitting branch
  • the receiver via a receive branch evaluates the switched on the bus supply voltage.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a lighting system according to a
  • Embodiment of the present invention with multiple operating devices with and without sensors, these operating devices via a
  • Fig. 2A shows the course of the mains voltage from the mains supply network and Fig. 2B and 2C show a possible course of the voltage on the bus.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a ballast according to the present invention.
  • Fig. 4A shows a possible course of
  • Fig. 5 is a schematic representation of a ballast according to another
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a lighting system 1 according to a first
  • the communication system 1 comprises three electronic ballasts 3, 4, 5 for operating bulbs 12, wherein the ballasts are connected to a power supply network 2.
  • the illustrated electronic ballasts 3, 4, 5 each have two terminals 6, 7 which are connected to a bus 2. Via this bus 2 data and / or energy can be transmitted between the ballasts 3, 4, 5 and other components connected thereto.
  • a ballast 3, 4, 5 connected to the bus 2 has an interface 21, which has a transmitting branch and / or a receiving branch, so that the electronic ballast 3, 4, 5 can emit and / or receive signals.
  • the bus may preferably comprise two lines 14, 15, namely a neutral conductor 14 and a phase conductor 15 Designations refer to the fact that according to the invention - as explained in detail later - selectively an AC voltage or a rectified version thereof, in particular an AC line voltage is switched to these lines 14, 15. Basically, the provision of one or two conductors to which a voltage can be applied is sufficient.
  • Each electronic ballast 3, 4, 5 also has two terminals 16, 17 which are connected to the neutral conductor or neutral conductor 18 and to the phase conductor 19 of the AC voltage source network 20 made available AC voltage source.
  • the electronic ballasts 3, 4, 5 in addition to the two terminals 16, 17 still a third terminal (not shown) may have, which three terminals corresponding to the earth, the phase 19 and the neutral conductor 18 a Voltage supply are connectable.
  • the electronic ballasts 3, 4, 5 control lines 10 for controlling a lamp 12.
  • the electronic ballasts 3, 5 preferably also have an interface with two terminals 8, 9 for connection to a sensor 11, for example, a brightness sensor or daylight sensor , on.
  • the electronic ballasts 3, 4, 5 each represent only one example of a building services equipment, in particular for a control gear for lamps.
  • the present invention can be applied to any lamps.
  • a light source both electric lamps such as incandescent or gas discharge lamps and light emitting diodes (LEDs, OLEDs) can be used.
  • a switch or pusher 13 is optionally connected to the lines 15 of the bus 2 such that the bus phase conductor 15 can be acted upon by an external voltage, in particular a mains voltage.
  • the electronic ballast 3, 4, 5 for lamps via the interface 21, which has at least one transmitting branch can emit signals by one of the interface 21 separately supplied mains voltage selectively by a mains voltage resistant switch of the interface 21st is switched to the bus 2.
  • the timing of the switch is predetermined by a control unit of the operating device, so that the control unit can transmit data generated or present internally in the operating device as well as externally supplied data to another operating device.
  • This control unit may be an integrated circuit such as an ASIC, microprocessor or a hybrid thereof.
  • the control unit may be a special control unit for controlling the transmission and possibly reception operation of the interface.
  • the control unit is in data communication with another control unit that controls the lighting mode.
  • this control unit can also control the lighting mode. At least in this case will the control unit vorzugseise with a potential separation (optocoupler, transformer, etc.) are connected to the mains voltage-resistant switch.
  • the control unit is used for digital or analog coded transmission and optionally also for receiving data.
  • the data to be sent can be internally generated or existing data, such as data relating to optical (color, color temperature, light output, temperature, ...) or electrical parameters of the connected bulbs.
  • the transmission of internal data is particularly suitable for setting up a master-slave operation.
  • these data may also be externally supplied data, which have been supplied to the operating device via, for example, a further interface and possibly also another protocol (for example DALI).
  • the data to be sent can also come from a sensor, for example a light sensor, color sensor or motion detector.
  • connection of the supply voltage to the bus can be provided over a predetermined period.
  • signals may be transmitted in accordance with an analog protocol.
  • An example of such an analog protocol is the evaluation of the duration of the connection of the mains voltage.
  • the duration of the connection corresponds in this case to a previously defined signal or control signal.
  • As Aufschalt-duration is preferably a number of periods or half periods of the mains current selected.
  • An example of such an analog signal transmission over the bus 2 will now be shown in connection with Figs. 2A to 2C.
  • the course of the mains voltage V from the mains supply network 20 is shown in FIG. 2A.
  • the mains voltage V has a period TO.
  • FIG. 2B shows the profile of the voltage on the bus 2 or on the phase conductor 15.
  • a first electronic ballast 3 begins to connect the mains voltage V received via the supply connections 16, 17 to the bus lines 14, 15 of the bus. This is caused by the ballast for a certain period T2-T1. This time period is preferably greater than the period TO of the mains voltage V.
  • Other analog protocols may be based on the repetition rate or repetition rate of a particular on-hook pattern.
  • the supply voltage V of the power network 20 can be connected several times in succession for a short time.
  • the repetition rate or repetition rate of the connection is detected by a receiver and evaluated accordingly.
  • the signal transmission by the clocked connecting the supply voltage to the bus and thus the coding of the bus signal can be done with a higher frequency than the frequency of the AV supply voltage of the operating device.
  • the coding of the bus signal can also be defined over the time span of the switch-on (for example over a plurality of half-waves of the supply voltage) or the number of switched half-waves.
  • connection / disconnection of the supply voltage can be used as respective edges of a digital bit.
  • the bus voltages shown in FIGS. 2B and 2C show a connection of the mains voltage within a period from T1 to T2 or from TO to 3T0 / 2. Outside this period, the bus voltage is equal to zero or does not correspond to the mains supply voltage V.
  • the idle state of the bus 2 is then preferably a state where there is no mains voltage.
  • Receivers connected to bus 2 evaluate the bus signal by, for example, determining the time duration of a bus
  • the idle state of the bus line 6, 7 of the bus the applied mains voltage V is.
  • a receiver then does not evaluate the duration of a network connection process but the duration of a network connection
  • the examples described in connection with FIGS. 2B and 2C represent examples of an analog protocol.
  • a digital protocol to implement. For example, certain phases of the mains voltage can be assigned to specific bits.
  • the actual drive data can be provided with a kind of header, which reproduces the priority of the corresponding following signals.
  • the header may contain additional information about the payload itself. It may also include, for example, additional information or identification information about the ballast 3, 4, 5, which transmits the signal via the bus 2.
  • the bus 2 can also be provided to transmit via a reception and / or transmitting branch also to the terminals 6, 7 of the interface 21 usable digital signals, for example, according to a protocol for lighting systems such as DALI standard (Digital Addressable Lighting Interface) to transfer.
  • a protocol for lighting systems such as DALI standard (Digital Addressable Lighting Interface) to transfer.
  • the said transmission branch ie the switch of the transmission branch, designed mains voltage resistant.
  • the bus 2 is not selectively short-circuited, but selectively mains voltage V is applied to the bus lines 14, 15 of the bus.
  • the operating device 3, 4, 5, in addition to the said interface 21 for connecting to the bus line 2 of the bus have further communication options, in particular a further interface 22 for example, digital protocols such as the above-mentioned DALI or used for dimming electronic ballasts DSI Protocol (Digital Serial Interface).
  • the selectively applied in the sense of signal transmission mains voltage from a receiver can also be used as electrical energy. This may be, for example, the electrical starting energy for a ballast, or else the electrical supply (if necessary using a buffer such as a capacitor) for a sensor 23, which requires a power supply.
  • a control unit eg ASIC
  • the selective connection of the mains voltage by an operating device 3, 4, 5 is evaluated in this case by a receiver not in the sense of a useful signal, but provides only the necessary starting energy for the startup phase of the receiver.
  • a receiver is in the sense a ballast 3, 4, 5 or another unit connected to the bus 2, which can use the bus voltage via a receiving branch. If this bus voltage Vb is used on the receiving side as electrical energy, the receiver does not need any special intelligence regarding the evaluation of the bus signal and in particular regarding the repetition number, the repetition rate or the duration of the switched-on mains voltage.
  • the system 1 in this case is a hierarchical master-slave system, where at least one ballast 3, 4, 5 as master provides electrical energy on the bus 2 available.
  • the other units of the system (ballasts or sensors, for example) function as a slave and are dependent on the energy provided on the bus 2.
  • This starting energy is typically that energy which is necessary to be able to start a low-voltage power supply in an operating device 3, 4, 5, this low-voltage power supply, for example, a Integrated circuit such as an ASIC 31 or a microcontroller starts, which then starts up (in particular, its own power supply in operation) and can control the operation of the operating device.
  • a kind of wake-up energy there would be no actual data transmission but only the transmission of a kind of wake-up energy.
  • a ballast 3, 4, 5 is connected to a sensor which transmits data such as brightness data to the ballast.
  • the sensor 11 can be connected to the ballast 3, 4, 5 via the two connections 8, 9 designed for this purpose.
  • the sensor 23 can be connected via the bus 2 to the ballast, in which case appropriate electrical energy should then be made available on the bus 2 if the sensor 23 itself does not have its own power supply.
  • the operating device or ballast can then use the received sensor data on the said selective connection of the mains voltage to the bus line 2 of the bus then control further slave devices or slave sensors or slave actuators.
  • ballast can evaluate the signals received by the sensor 11 and then both adapt its own operation accordingly and also transmit corresponding data via the bus 2 to the further ballasts.
  • various sensors are connected to each ballast.
  • a brightness sensor as a sensor 11 to a first ballast 3 are connected and a motion sensor connected as a sensor 11 to another ballast 5.
  • the two Vorschalsammlung 3 and 5 communicate with each other via the bus 2.
  • the ballast 5 can detect a movement via its sensor 11 and inform the other ballasts, in particular the ballast 3 with the brightness sensor accordingly.
  • the ballast 3 can query the brightness on the sensor 11 upon receipt of this data. If it is determined that the current brightness does not coincide with the brightness predetermined for the case of a detected movement, then the ballast 3 can adjust the brightness of its connected illuminant accordingly and / or a corresponding brightness change in the other ballasts 4, 5 connected to the bus 2 initiate via corresponding bus signals.
  • the corresponding bus signals can be prioritized in this case, for example, a prioritization of the bus signals can thus take place depending on the type or priority of the respectively connected sensor 11. For example, the bus signals that are emitted by the ballast 5, have a higher priority than the bus signals of the ballast 3.
  • the sensors 11 can be various types of sensors, for example presence sensors, color sensors, artifact sensors, external light sensors, temperature sensors or receivers for infrared signals or radio signals.
  • a lighting system which has a plurality of operating devices 3, 4, 5 for operating a luminous means 12, wherein the operating devices 3, 4, 5 are each connected via an interface 21 to a bus line 2.
  • the operating devices 3, 4, 5 have at least one supply connection 16, 17 for connecting the operating device to a supply voltage provided by a supply source 20, in particular an alternating voltage such as a mains voltage, and an output terminals 10 for controlling the lighting means 12.
  • At least an operating device 3 is connected to a sensor 11 via ports 8, 9 designed for this purpose.
  • This operating device 3 has a transmitting branch coupled to the interface 21, a control unit of the operating device switching the supplied and possibly rectified supply voltage clocked to the bus line 2 in order to send data to another operating device, wherein the data is analog or digital through the clocking the switching-on of the supply voltage are coded. These data are preferably dependent on the monitoring of the sensor 11.
  • the interface 21 is designed to be bidirectional for connection to the bus line of the bus. That is, any device that can send to the bus 2 by selectively switching from the mains voltage, can accordingly evaluate mains voltage resistant such signals from the bus 2 and pass under potential isolation to its own ASIC or other integrated circuits.
  • an illumination system 1 according to the invention which has at least one operating device 3, 4, 5 which, as described above, can selectively transmit data or at least energy by switching on mains voltage V
  • switches or push buttons which can initiate processes as a manual interface.
  • An example of such a switch is switch 13, shown in FIG. 1, which allows a user to cause the selective application of a line voltage. When switching on the switch 13, the phase conductor 19 of the supply network is in fact connected to the phase conductor 15 of the bus.
  • FIG. 2B A typical bus voltage generated upon actuation of the switch 13 is shown in FIG. 2B.
  • Manual actuation of the switch 13 generally results in a number of mains voltage cycles being applied to the bus.
  • more than two half periods have been switched to the bus 2 manually.
  • the protocol for transmitting from an operating device is preferably such that the mains voltage is not continuously applied as in manual operation.
  • coding can take place over a phase angle. Accordingly, no complete half waves are transmitted as in the operation of the button or switch.
  • An exemplary bus voltage that may result from this is shown in FIG. 2C.
  • the impact of the mains voltage on the bus 2 is interrupted at least once. In the example of FIG. 2C, the impact is interrupted even twice, so that the half-wave shown is not transmitted continuously.
  • phase angle for example, a phase section or a combined phase-angle section or similar waveforms are possible.
  • a receiver can then very well differentiate between a bus voltage based on a user or a ballast, depending on whether the half-waves of the bus voltage are continuous or not. It is therefore also possible to make the priority of a bus signal dependent on the type of impact.
  • a user-initiated bus signal may be given a higher (or lower) priority than a bus signal from an operating device.
  • a switch 30 in a ballast 3 can pass only positive or only negative half-waves, which represents a phase-angle coding and on the other hand also enables switching in the zero crossing.
  • a switch 30 is shown in FIG. Fig. 3 shows in particular, a ballast 3 with an ASIC 31 and one with the two bus terminals 6, 1 coupled transmission branch.
  • interface 21 with terminals 6 and 7 may also be designed for connection to a digital bus.
  • the interface can alternatively be connected to a DALI bus (according to the DALI protocol) and receive and evaluate digital signals.
  • the interface behind the internal rectifier may have a receive and transmit circuit for DALI commands.
  • the interface 21 is to be connected to a DALI bus, only the connection between the connection for neutral or neutral conductor 18 and the one input 6 of the bus connection must be interrupted or not set.
  • the circuit variant shown in Figure 5 shows a separate DALI return channel (driven via the output DA of the control circuit 31).
  • the neutral conductor 18 may be connected to one of the two terminals of the interface 21, for example to the bus terminal 6.
  • a connection can be made outside of the ballast or even within the ballast.
  • this connection can be merged or interrupted by the user, especially if the Interface 21 should only be used optionally for the connection according to the invention and, if appropriate, should also be used for other data transmission (for example, for a bus connection according to the DALI protocol).
  • a detachable connection between the neutral conductor 18 with one of the two terminals of the interface 21 may be present, such as by means of jumper, jumper or switch.
  • the electronic ballast 3, 4, 5 for lamps to emit signals via the interface 21, by a mains voltage supplied separately to the interface 21 (by means of this connection) selectively by a preferably mains voltage-resistant switch of the interface 21 is switched to the bus 2.
  • the timing of the switch is predetermined by a control unit of the operating device, so that the control unit can transmit data generated or present internally in the operating device as well as externally supplied data to another operating device. If a corresponding protection circuit is present, can also be dispensed with a net zspanungsfeste execution of the switch 30. While FIG. 4B shows the course of the mains voltage V, in FIG.
  • the voltage Vb3 is shown, which is applied to the bus 2 by the ballast 3 via the two bus connections 6, 7.
  • the mains voltage is modulated in such a way that only the positive half-waves or only the negative half-waves of the mains voltage are switched on. This modulation also makes it possible to discriminate between the application of a mains voltage from a ballast and a ballast from a user via actuation of a switch 13 generated continuous bus voltage.
  • a coding of the bus signal can take place, for example, over the length of the phase angle, so that, for example, the length of the phase angle (phase angle difference) as
  • a ballast can evaluate this signal and derive corresponding dimming commands for the light sources that the input-side ballast has to control.

Abstract

Es wird ein Betriebsgerät zum Betreiben insbesondere eines Leuchtmittels (12) vorgeschlagen, aufweisend: - Versorgungsanschlüsse (16, 17) zum Anschließen des Betriebsgeräts an einer von einer Versorgungsquelle (20) zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung, - Ausgangsanschlüsse (10) zum Steuern des Leuchtmittels (12), - eine Schnittstelle (21) zum Anschließen an einen Bus (2), und - einen mit der Schnittstelle (21) gekoppelten Sendezweig, wobei der Sendezweig dazu gebildet, die empfangene Versorgungsspannung selektiv auf den Bus (2) zu schalten.

Description

Netzspan ungs-Sendezweig einer Schnittstelle eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Übertragung von Daten oder Energie ausgehend von einem Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere auf ein Verfahren und ein Gerät sowie ein System zur Daten- und/oder Energieübertragung, im Bereich der Gebäudetechnik, insbesondere der Beleuchtungstechnik.
Als Beispiel für eine Datenübertragung im Bereich von Betriebsgeräten für Leuchtmitteln ist aus der WO 0152607 AI ein Betriebsgerät für elektrische Lampen bekannt, das einen Steuersignaleingang aufweist, über den das Betriebsgerät digitale Steuersignale zur Steuerung der elektrischen Lampen empfängt. Gleichzeitig ist es vorgesehen, dass über denselben Steuersignaleingang auch analoge Steuersignale die Funktionsweise der Lampen und des Betriebsgeräts ansteuern können.
Bekannt ist außerdem die Übertragung von Daten über das Stromnetz. Bei dieser Technologie, auch Powerline
Communication (PLC) benannt, wird die Trägerfrequenz der
Netzspannung mit einem hochfrequenten Signal moduliert.
Geräte, die innerhalb eines Gebäudes am Stromnetz angeschlossen sind, können somit über die im Gebäude verlegten Stromleitungen durch Modulation Daten senden bzw. durch entsprechende Demodulation Signale ausgehend von anderen Geräten empfangen. Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein alternatives System anzugeben, bzw. ein System zur Übertragung von wahlweise Daten oder Energie anzugeben, das insbesondere für Gebäudetechnik-Geräte geeignet ist.
Zentraler Gedanke ist es dabei, eine Schnittstelle eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel mit einem Netzspannungs- Sendezweig zu versehen, der selektiv, eine Netzspannung auf einen Bus zu einem weiteren Betriebsgerät schaltet. Somit kann eine Daten- und Energieübertragung erfolgen, wobei das Protokoll der Datenübertragung die Zustände „Netzspannung ein" und „Netzspannung aus" aufweist, deren Vorhanden sein, Anzahl und/oder Dauer empfangsseitig durch das weitere Betriebsgerät ausgewertet werden können. Das Protokoll sieht indessen vorzugsweise und somit im Ggs. bspw. zu PLC keine Aufmodulation auf eine Netzspannungswelle vor. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, insbesondere ein elektronisches Vorschaltgerät , über eine Schnittstelle, die zumindest einen Sendezweig aufweist, Signale aussenden kann. Die Signale werden dabei derart ausgesendet, dass eine der Schnittstelle separat (d.h. über einen weiteren Eingang des Betriebsgeräts) zugeführte Netzspannung selektiv, beispielsweise über einen vorgegebenen Zeitraum, auf den Bus aufgeschaltet wird. Die Netzspannung wird von einer separat vorgesehenen Netzspannungsversorgung des Betriebsgeräts her auf den genannten Bus aufgeschaltet . Somit kann das elektronische Vorschaltgerät oder das Betriebsgerät Signale ein oder mehrere weitere Betriebsgeräte oder andere Sensoren oder Aktoren in der Gebäudetechnik Signale aussenden. Diese können die Signale auswerten, indem sie beispielsweise die Wiederholzahl der Netzzuschaltvorgänge oder deren zeitliche Dauer auswerten. Im Gegensatz zur Powerline-Communication wird nicht auf eine durchgehende Netzwelle ein höherfrequentes Signal aufmoduliert, sondern selektiv die Netzspannung ein- und ausgeschaltet. Diese selektive Schaltung der Netzspannung kann sich beispielsweise positiv auf die Abstrahlung störender Frequenzen auswirken.
Der Sendezweig einer Schnittstelle eines Betriebsgeräts für Leuchtmittel kann selektiv Netzspannung auf eine Busleitung schalten, wobei empfangsseitig eine Auswertung im Sinne einer Datenübertragung oder aber auch nur eine Auswertung als Energie für eine „Aufweckphase" vorgesehen sein kann. Eine „Aufweckphase" ist üblicherweise die Zeitdauer, die eine mit Spannung versorgte Steuereinheit benötigt, um seine eigene Spannungsversorgung in Betrieb zu nehmen.
Die Möglichkeit, die von einem elektronischen Vorschaltgerät erzeugte Busspannung entweder als Datenübertragung und/oder als Energieversorgung zu bewerten, ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Übertragungsmöglichkeiten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Betriebsgerät zum Betreiben insbesondere eines Leuchtmittels vorgeschlagen, wobei das Betriebsgerät aufweist :
- wenigstens einen Versorgungsanschluss zum Anschließen des Betriebsgeräts an einer von einer Versorgungsquelle zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung, insbesondere einer ggf. gleichgerichteten Wechselspannung wie bspw. einer Netzspannung,
- Ausgangsanschlüsse zum Steuern eines zugeordneten Leuchtmittels, wie bspw. wenigstens einer LED, OLED, oder Gasentladungslampe,
- eine Schnittstelle zum Anschließen an einen Bus, und
einen mit der Schnittstelle gekoppelten Sendezweig, wobei der Sendezweig dazu ausgebildet ist, die zugeführte Versorgungsspannung, vorzugsweise eine AC-Spannung, selektiv, d.h. mit einer von einer Steuereinheit des Betriebsgeräts vorgegebenen Taktung, auf den Bus zu schalten.
Die Signalübertragung durch das getaktete Aufschalten der Versorgungsspannung auf den Bus und somit die Kodierung des Bussignals kann mit einer höheren Frequenz als der Frequenz der AC-Versorgungsspannung erfolgen.
Vorzugsweise wird die Versorgungsspannung zur Signalübertragung auf den Bus aufgeschaltet .
Das über den Bus übertragene Signal mittels der zeitlichen Dauer des Aufschaltens der Versorgungsspannung, oder der Anzahl oder der Frequenz der Aufschaltvorgänge codiert sein . Vorzugsweise wird die Versorgungsspannung kann zur Energie-Versorgung eines an den Bus angeschlossenen weiteren Geräts bzw. Empfängers auf den Bus aufgeschaltet . Dabei kann das Betriebsgerät als Master und das weitere Gerät bzw. Empfänger als Slave konfiguriert werden.
Die auf den Bus aufgeschaltete Versorgungsspannung kann als Anlaufenergie eines an den Bus angeschlossenes aktiven Geräts bzw. Empfängers, das bzw. der über eine separate Spannungsversorgung verfügt, dienen.
Die aufgeschaltete Versorgungsspannung kann als Anlaufenergie für ein weiteres mit dem Bus verbundenes Betriebsgeräts verwendet werden.
Die auf den Bus aufgeschaltete Versorgungsspannung kann als elektrische Versorgung eines an den Bus angeschlossenen passiven Geräts bzw. Empfängers, das bzw. der über keine separate Spannungsversorgung verfügt, dienen .
Das passive Gerät kann ein Sensor sein, insbesondere ein Helligkeitssensor oder Tageslichtsensor.
Die Schnittstelle kann einen netzspannungsfesten Schalter zum Aufschalten der Versorgungsspannung auf den Bus aufweisen . Vorzugsweise kann das Betriebsgerät einen mit der Schnittstelle gekoppelten Empfangszweig aufweisen, wobei der Empfangszweig dazu gebildet ist, eine auf den Bus aufgeschaltete Versorgungsspannung auszuwerten. Die Versorgungsanschlüsse können zum Anschließen einer Netzspannung ausgelegt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System mit mindestens einem Betriebsgerät aufweisend einen oben beschriebenen Empfangszweig vorgeschlagen .
Das System kann einen Schalter oder Taster aufweisen, der bei Betätigung durch einen Benutzer dazu ausgelegt ist, eine Spannung, insbesondere die Versorgungsspannung, selektiv auf den Bus aufzuschalten .
Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Beleuchtungssystem, aufweisend mehrere Betriebsgeräte zum Betreiben eines Leuchtmittels, wobei die Betriebsgeräte jeweils über eine Schnittstelle an einem Bus angeschlossen sind, und wenigstens einen Versorgungsanschluss zum Anschließen des Betriebsgeräts an einer von einer Versorgungsquelle zur Verfügung gestellten
Versorgungsspannung, insbesondere einer Wechselspannung wie bspw. einer Netzspannung sowie Ausgangsanschlüsse zum Steuern des Leuchtmittels aufweisen,
wobei zumindest ein Betriebsgerät über Anschlüsse mit einem Sensor verbunden ist,
und dieses Betriebsgerät über einen mit der Schnittstelle gekoppelten Sendezweig verfügt, wobei eine Steuereinheit des Betriebsgeräts die zugeführte und ggf- gleichgerichtete Versorgungsspannung getaktet auf die Busleitung schaltet, um Daten an eine weiteres Betriebsgerät zu senden, wobei die Daten analog oder digital durch die Taktung des Aufschaltens der Versorgungsspannung kodiert sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen zur Übertragung von Daten oder Energie über einen Bus ausgehend von einem Betriebsgerät zum Betreiben insbesondere eines Leuchtmittels hinzu einem Empfänger, wobei
- das Betriebsgerät von einer Versorgungsspannung versorgt wird,
- das Betriebsgerät diese empfangene Versorgungsspannung über einen Sendezweig selektiv auf den Bus aufschaltet,
- der Empfänger über einen Empfangszweig die auf den Bus aufgeschaltete Versorgungsspannung auswertet.
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert .
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit mehreren Betriebsgeräten mit und ohne Sensorik, wobei diese Betriebsgeräte über einen
Kommunikations-Bus miteinander verbunden sind.
Fig. 2A zeigt den Verlauf der Netzspannung aus dem Netzversorgungsnetz und Fig. 2B und 2C zeigen einen möglichen Verlauf der Spannung auf dem Bus . Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Vorschaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 4A zeigt einen möglichen Verlauf der
Spannung auf dem Bus und Fig. 4B den Verlauf der Netzspannung.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Vorschaltgeräts gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beleuchtungssystems 1 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Kommunikationssystem 1 umfasst drei elektronische Vorschaltgeräte 3, 4, 5 zum Betreiben von Leuchtmitteln 12, wobei die Vorschaltgeräte an einem Spannungsversorgungsnetz 2 angeschlossen sind.
Die dargestellten elektronischen Vorschaltgeräte 3, 4, 5 weisen jeweils zwei Anschlüsse 6, 7 auf, die mit einem Bus 2 verbunden sind. Über diesen Bus 2 können zwischen den Vorschaltgeräten 3, 4, 5 und weiteren daran angeschlossenen Komponenten Daten und/oder Energie übertragen werden. Ein am Bus 2 angeschlossene Vorschaltgerät 3, 4, 5 verfügt über eine Schnittstelle 21, die einen Sendezweig und/oder einen Empfangszweig aufweist, so dass das elektronische Vorschaltgerät 3, 4, 5 Signale aussenden und/oder empfangen kann. Der Bus kann vorzugsweise zwei Leitungen 14, 15 umfassen, nämlich einen Neutralleiter 14 und einen Phasenleiter 15. Diese Bezeichnungen beziehen sich darauf, dass gemäss der Erfindung - wie später im Detail erläutert - selektiv eine Wechselspannung oder eine gleichgerichtete Version davon, insbesondere eine Netzwechselspannung auf diese Leitungen 14, 15 geschaltet wird. Grundsätzlich reicht das Vorsehen von einem oder zwei Leitern, auf den/die eine Spannung aufschaltbar ist.
Jedes elektronische Vorschaltgerät 3, 4, 5 weist auch zwei Anschlüsse 16, 17 auf, die mit dem Nullleiter bzw. Neutralleiter 18 und mit dem Phasenleiter 19 der vom AC- Spannungsversorgungsnetz 20 zur Verfügung gestellten Wechselspannungsquelle verbunden sind. Alternativ ist es auch vorgesehen, dass die elektronischen Vorschaltgeräte 3, 4, 5 zusätzlich zu den zwei Anschlüsse 16, 17 noch einen dritten Anschluss (nicht gezeigt) aufweisen können, welche drei Anschlüsse entsprechend mit der Erde, der Phase 19 sowie dem Neutralleiter 18 einer Spannungsversorgung verbindbar sind.
Zusätzlich dazu weisen die elektronischen Vorschaltgeräte 3, 4, 5 Steuerleitungen 10 zum Steuern eines Leuchtmittels 12. Darüber hinaus weisen die elektronischen Vorschaltgeräte 3, 5 vorzugsweise auch eine Schnittstelle mit zwei Anschlüssen 8, 9 zum Verbinden mit einem Sensor 11, beispielsweise einem Helligkeitssensor oder Tageslichtsensor, auf.
Es wurde bereits einführend darauf hingewiesen, dass die elektronischen Vorschaltgeräte 3, 4, 5 jeweils nur ein Beispiel für ein Gebäudetechnik-Gerät insbesondere für ein Betriebsgerät für Leuchtmittel darstellen. Die vorliegende Erfindung lässt sich auf beliebige Leuchtmittel anwenden. Als Leuchtmittel können sowohl elektrische Lampen wie zum Beispiel Glühlampen oder Gasentladungslampen als auch Leuchtdioden (LEDs, OLEDs) eingesetzt werden. Weiterhin ist optional ein Schalter oder Drücker 13 mit der Leitungen 15 des Busses 2 derart verbunden, dass sich der Bus-Phasenleiter 15 mit einer externen Spannung, insbesondere einer Netzspannung, beaufschlagen lässt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das elektronische Vorschaltgerät 3, 4, 5 für Leuchtmittel über die Schnittstelle 21, die zumindest einen Sendezweig aufweist, Signale aussenden kann, indem eine der Schnittstelle 21 separat zugeführte Netzspannung selektiv durch einen netzspannungsfesten Schalter der Schnittstelle 21 auf den Bus 2 aufgeschaltet wird. Die Taktung des Schalters wird dabei durch eine Steuereinheit des Betriebsgeräts vorgegeben, so dass die Steuereinheit intern im Betriebsgerät erzeugte oder vorliegende Daten wie auch extern zugeführte Daten an eine weiteres Betriebsgerät aussenden kann.
Diese Steuereinheit kann eine Integrierte Schaltung, wie bspw. ein ASIC, Mikroprozessor oder ein Hybrid davon sein.
Die Steuereinheit kann eine spezielle Steuereinheit für Steuerung des Sende- und ggf. Empfangsbetriebs der Schnittstelle sein. In diesem Fall steht die Steuereinheit in Datenverbindung mit einer weiteren Steuereinheit, die den Leuchtmittelbetrieb steuert.
Alternativ kann diese Steuereinheit auch den Leuchtmittelbetrieb steuern. Zumindest in diesem Fall wird die Steuereinheit vorzugseise mit einer Potentialtrennung (Optokoppler, Transformator etc.) mit dem netzspannungsfesten Schalter in Verbindung stehen. Die Steuereinheit dient zum digital oder analog kodierten Senden und optional auch Empfangen von Daten. Die zu sendenden Daten können intern erzeugte oder vorliegende Daten sein, wie bspw. Daten bzgl. optischer (Farbe, Farbtemperatur, Lichtleistung, Temperatur,...) oder elektrischer Parameter der angeschlossenen Leuchtmittel. Das Senden von internen Daten eignet sich insbesondere auch zum Einrichten eines Master-Slave Betriebs.
Alternativ oder zusätzlich können diese Daten auch extern zugeführte Daten sein, die bspw. über eine weitere Schnittstelle und ggf. auch ein anderes Protokoll (bspw. DALI) dem Betriebsgerät zugeführt wurden.
Die zu sendenden Daten können auch von einem Sensor, bspw. eine Lichtsensor, Farbsensor oder Bewegungsmelder stammen.
Das Aufschalten der Versorgungsspannung auf den Bus kann über einen vorgegebenen Zeitraum vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können Signale gemäß einem analogen Protokoll übersendet werden. Beispielhaft für ein solch analoges Protokoll ist die Auswertung der Dauer des Aufschaltens der Netzspannung. Die Dauer des Aufschaltens entspricht in diesem Fall ein vorab definiertes Signal oder Steuersignal. Als Aufschalt-Dauer wird vorzugsweise eine Anzahl von Perioden oder Halbperioden des Netzstroms gewählt. Ein Beispiel einer derartigen analogen Signalübertragung über den Bus 2 wird nunmehr im Zusammenhang mit den Fig. 2A bis 2C gezeigt. Der Verlauf der Netzspannung V aus dem Netzversorgungsnetz 20 ist auf Fig. 2A gezeigt. Die Netzspannung V hat eine Periode TO.
Fig. 2B zeigt den Verlauf der Spannung auf dem Bus 2 bzw. auf dem Phasenleiter 15. Die Busspannung Vb=Vbl ist bis zum Zeitpunkt t=Tl gleich Null. Bei t=Tl beginnt ein erstes elektronisches Vorschaltgerät 3 die über die Versorgungsanschlüsse 16, 17 empfangene Netzspannung V auf die Busleitungen 14, 15 des Busses aufzuschalten . Die wird von dem Vorschaltgerät für eine gewisse Zeitdauer T2-T1 veranlasst. Diese Zeitdauer ist vorzugsweise größer als die Periode TO der Netzspannung V.
Weitere analoge Protokolle können auf der Wiederholzahl oder auf der Wiederholrate eines bestimmten Aufschaltens bzw. Aufschalt-Musters basieren. So zum Beispiel wird in Fig. 2C gezeigt, dass die Versorgungsspannung V des Stromnetzes 20 mehrmals hintereinander für eine kurze Zeit aufgeschaltet werden kann. Die in Fig. 2C gezeigte und zur Datenkommunikation benutzte Busspannung Vb=Vb2 wird dadurch erzeugt, dass innerhalb einer halben Periode zwischen t=T0 und t=3T0/2 die Netzspannung V drei Mal nacheinander für eine Zeitdauer t<T0/(2*3), die kleiner als die halbe Periode ist, auf die Busleitung des Bus aufgeschaltet wird. Bei so einer Modulation wird von einem Empfänger beispielsweise die Wiederholzahl oder Wiederholrate des Aufschaltens erfasst und entsprechend ausgewertet . Die Signalübertragung durch das getaktete Aufschalten der Versorgungsspannung auf den Bus und somit die Kodierung des Bussignals kann mit einer höheren Frequenz als der Frequenz der AV-Versorgungsspannung des Betriebsgeräts erfolgen.
Zur Signalübertragung kann die Kodierung des Bussignals auch über die Zeitspanne des Aufschaltens (beispielsweise über mehrere Halbwellen der Versorgungsspannung) oder die Anzahl der aufgeschalteten Halbwellen definiert sein.
Alternativ oder zusätzlich kann natürlich auch das Aufschalten/Abschalten der Versorgungsspannung als jeweilige Flanken eine digitalen Bits verwendet werden.
Es kann also ein digitales oder ein analoges Protokoll implementiert werden.
Die in den Fig. 2B und 2C gezeigten Busspannungen zeigen ein Aufschalten der Netzspannung innerhalb eines Zeitraums von Tl bis T2 bzw. von TO bis 3T0/2. Ausserhalb dieses Zeitraums ist die Busspannung gleich Null bzw. entspricht nicht der Netzversorgungsspannung V. Der Ruhezustand des Busses 2 ist dann vorzugsweise ein Zustand, wo kein Netzspannung vorliegt. Empfänger, die am Bus 2 angeschlossen sind, werten das Bussignal aus, indem sie beispielsweise die zeitliche Dauer eines
Netzzuschaltvorgangs bzw. der Netzzuschaltvorgänge (Fig. 2B) oder die Anzahl der Netzzuschaltvorgänge (Fig. 2C) auswerten.
Alternativ ist es auch vorgesehen, dass der Ruhezustand der Busleitung 6, 7 des Bus die anliegende Netzspannung V ist. Der Verlauf der in Fig. 2B gezeigten Busspannung sieht in diesem Fall so aus, dass zwischen t=Tl und t=T2 die Busspannung Vb gleich Null ist. Ausserhalb von diesem Bereich entspricht die Busspannung der Netzspannung. Ein Empfänger wertet dann nicht die Dauer eines Netzzuschaltvorgangs sondern die Dauer eines
Netzausschaltvorgangs aus. Für die elektrische Belastung und somit auch die thermische Belastung des insbesondere des Schalters der Schnittstelle 21 ist es indessen von Vorteil, wenn dieser nur kurzzeitig übertragen muss, und im Übrigen der Ruhezustand die nicht aufgeschaltete Netzspannung ist.
Die im Zusammenhang mit Fig. 2B und 2C beschriebenen Beispiele insbesondere der Auswertung der Dauer des Aufschaltens der Netzspannung auf die Busleitung des Bus oder der Auswertung der Anzahl der sukzessiven Aufschaltvorgänge stellen Beispiele für ein analoges Protokoll dar. Erfindungsgemäß ist es auch vorgesehen, ein digitales Protokoll zu implementieren. Beispielsweise können bestimmte Phasen der Netzspannung bestimmten Bits zugeordnet werden. Insbesondere wenn ein derartiges digitales Protokoll vorliegt, können die eigentlichen Ansteuerdaten mit einer Art Header versehen werden, der die Priorität der entsprechenden folgenden Signale wiedergibt. Der Header kann Zusatzinformationen über die Nutzdaten selbst enthalten. Er kann auch beispielsweise Zusatzinformationen oder Identifikationsinformation beinhalten über das Vorschaltgerät 3, 4, 5, das das Signal über den Bus 2 sendet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Bus 2 auch dazu vorgesehen sein, über einen Empfangs- und/oder Sendezweig auch an den Anschlüssen 6, 7 der Schnittstelle 21 verwertbar Digitalsignale beispielsweise gemäß einem Protokoll für Beleuchtungsanlagen wie DALI- Standard (Digital Addressable Lighting Interface) zu übertragen. Vom Vorschaltgerät 3, 4, 5 kann entsprechend Signale, in Form einer DC-Spannung mit im Vergleich zur Netzspannung V wesentlicher niedrigerer Amplitude (beispielsweise maximal 12 Volt) übertragen werden. Dabei ist der genannte Sendezweig, d.h. der Schalter des Sendezweigs, netzspannungsfest ausgelegt. Erfindungsgemäß und im Gegensatz zum DALI-Sendebetrieb wird der Bus 2 nicht selektiv kurzgeschlossen, sondern es wird selektiv Netzspannung V auf die Busleitungen 14, 15 des Bus aufgeschaltet .
Das Betriebsgerät 3, 4, 5 kann zusätzlich zu der genannten Schnittstelle 21 zum Anschließen an der Busleitung 2 des Bus weitere Kommunikationsmöglichkeiten aufweisen, insbesondere eine weitere Schnittstelle 22 für beispielsweise digitale Protokolle wie das oben erwähnte DALI oder das zum Dimmen von elektronischen Vorschaltgeräten benutzte DSI-Protokoll (Digital Serial Interface) . Gemäße einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die selektiv im Sinne der Signalübertragung aufgeschaltete Netzspannung von einem Empfänger auch als elektrische Energie verwendet werden. Dies kann beispielsweise die elektrische Anlaufenergie für ein Vorschaltgerät sein, oder aber auch die elektrische Versorgung (ggf- unter Verwendung eines Zwischenspeichers wie eines Kondensators) für einen Sensor 23, der eine Spannungsversorgung benötigt . Um die Auswertung gesendeter Daten als Anlaufenergie einer Steuereinheit (bspw. ASIC) des Empfänger-Geräts zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass redundante Daten gesendet werden, also bspw. reine Aufwecksignale oder einer Mehrfachsendung echter Datensignale.
Das selektive Aufschalten der Netzspannung durch ein Betriebsgerät 3, 4, 5 wird in diesem Fall von einem Empfänger nicht im Sinne eines Nutzsignals ausgewertet, sondern stellt nur die notwendige Startenergie für die Anlaufphase des Empfängers dar. Ein Empfänger ist in dem Sinne ein Vorschaltgerät 3, 4, 5 oder eine weitere am Bus 2 angeschlossene Einheit, die via einen Empfangszweig die Busspannung benutzen kann. Wenn diese Busspannung Vb empfangsseit ig als elektrische Energie verwendet wird, braucht der Empfänger keine besondere Intelligenz betreffend die Auswertung des Bussignals und insbesondere betreffend die Wiederholzahl, die Wiederholrate oder die zeitliche Dauer der aufgeschalteten Netzspannung.
Vielmehr ist das System 1 in diesem Fall ein hierarchisches Master-Slave System, wo mindestens ein Vorschaltgerät 3, 4, 5 als Master elektrische Energie auf dem Bus 2 zur Verfügung stellt. Die weiteren Einheiten des Systems (Vorschaltgeräte oder Sensoren zum Beispiel) funktionieren als Slave und sind abhängig von der auf dem Bus 2 zur Verfügung gestellten Energie. Diese Anlaufenergie ist typischerweise diejenige Energie, die notwendig ist, um eine Niedervolt-Spannungsversorgung in einem Betriebsgerät 3, 4, 5 starten zu können, wobei diese Niedervolt-Spannungsversorgung beispielsweise eine integrierte Schaltung wie einen ASIC 31 oder einen Mikrokontroller startet, der dann hochfährt (insbesondere seine eigene Spannungsversorgung in Betrieb setzt) und den Betrieb des Betriebsgeräts steuern kann. Somit würde keine eigentliche Datenübertragung sondern nur das Übersenden einer Art Aufweckenergie vorliegen.
Gemäß einem Szenario der vorliegenden Erfindung ist ein Vorschaltgerät 3, 4, 5 mit einem Sensor verbunden, der Daten wie beispielsweise Helligkeitsdaten an das Vorschaltgerät überträgt. Der Sensor 11 kann über die zwei dafür ausgelegten Anschlüssen 8, 9 mit der Vorschaltgerät 3, 4, 5 verbunden werden. Alternativ dazu kann der Sensor 23 über den Bus 2 mit dem Vorschaltgerät verbunden werden, wobei dann eventuell auf dem Bus 2 entsprechende elektrische Energie zur Verfügung gestellt werden soll, falls der Sensor 23 selbst keine eigene Spannungsversorgung aufweist. Das Betriebsgerät bzw. Vorschaltgerät kann anschließend anhand der empfangenen Sensor-Daten über die genannte selektive Aufschaltung der Netzspannung auf die Busleitung 2 des Bus dann weitere Slave-Geräte oder Slave-Sensoren oder Slave-Aktoren ansteuern .
Somit ist es möglich, ein Steuersystem für eine Beleuchtung aufzubauen, wo beispielsweise nur ein einzelnes Vorschalgerät mit einem Sensor 11 verbunden ist. Dieses Vorschaltgerät kann die vom Sensor 11 empfangenen Signale auswerten und dann sowohl seinen eigenen Betrieb entsprechend anpassen als auch über den Bus 2 an die weiteren Vorschaltgeräte entsprechende Daten übertragen. Es ist somit auch möglich, dass verschiedenartige Sensoren an je ein Vorschaltgerät angeschlossen werden. So kann beispielsweise ein Helligkeitssensor als Sensor 11 an ein erstes Vorschaltgerät 3 angeschlossen werden und ein Bewegungssensor als Sensor 11 an ein weiteres Vorschaltgerät 5 angeschlossen werden. In diesem Fall können die beiden Vorschalgeräte 3 und 5 über den Bus 2 miteinander kommunizieren. Beispielsweise kann das Vorschaltgerät 5 über seinen Sensor 11 eine Bewegung feststellen und die anderen Vorschaltgeräte, insbesondere das Vorschaltgerät 3 mit dem Helligkeitssensor, entsprechend informieren. Das Vorschaltgerät 3 kann auf den Empfang dieser Daten hin die Helligkeit am Sensor 11 abfragen. Wenn festgestellt wird, dass die aktuelle Helligkeit nicht mit der für den Fall einer erfassten Bewegung vorgegebenen Helligkeit übereinstimmt, dann kann das Vorschaltgerät 3 die Helligkeit seines angeschlossenen Leuchtmittels entsprechend anpassen und / oder eine entsprechende Helligkeitsänderung bei den weiteren am Bus 2 angeschlossenen Vorschaltgeräten 4, 5 über entsprechende Bussignale initiieren. Die entsprechenden Bussignale können dabei priorisiert sein, beispielsweise kann somit eine Priorisierung der Bussignale abhängig von der Art oder Priorität des jeweilig angeschlossenen Sensors 11 erfolgen. Beispielsweise können die Bussignale, die von dem Vorschaltgerät 5 ausgesendet werden, eine höhere Priorität als die Bussignale des Vorschaltgerätes 3 haben.
Bei den Sensoren 11 kann es sich verschiedene Arten von Sensoren handeln, beispielsweise auch um Anwesenheitssensoren, Farbsensoren, Kunstlichtsensoren, Außenlichtsensoren, Temperatursensoren oder Empfänger für Infrarotsignale oder Funksignale. Es wird also ein Beleuchtungssystem ermöglicht, welches mehrere Betriebsgeräte 3, 4, 5 zum Betreiben eines Leuchtmittels 12 aufweist, wobei die Betriebsgeräte 3, 4, 5 jeweils über eine Schnittstelle 21 an einer Busleitung 2 angeschlossen sind. Die Betriebsgeräte 3, 4, 5 weisen wenigstens einen Versorgungsanschluss 16, 17 zum Anschließen des Betriebsgeräts an einer von einer Versorgungsquelle 20 zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung, insbesondere einer Wechselspannung wie bspw. einer Netzspannung, auf sowie einen Ausgangsanschlüsse 10 zum Steuern des Leuchtmittels 12. Zumindest ein Betriebsgerät 3 ist mit einem Sensor 11 über dafür ausgelegte Anschlüsse 8, 9 verbunden. Dieses Betriebsgerät 3 verfügt über einen mit der Schnittstelle 21 gekoppelten Sendezweig, wobei eine Steuereinheit des Betriebsgeräts die zugeführte und ggf. gleichgerichtete Versorgungsspannung getaktet auf die Busleitung 2 schaltet, um Daten an eine weiteres Betriebsgerät zu senden, wobei die Daten analog oder digital durch die Taktung des Aufschaltens der Versorgungsspannung kodiert sind. Diese Daten sind vorzugsweise abhängig von der Überwachung des Sensors 11.
Vorzugsweise ist die Schnittstelle 21 zum Anschließen an der Busleitung des Bus bidirektional ausgestaltet. D.h. jedes Gerät, das durch selektives Aufschalten von der Netzspannung auf den Bus 2 senden kann, kann dementsprechend auch netzspannungsfest derartige Signale vom Bus 2 auswerten und unter Potentialtrennung an den eigenen ASIC oder sonstige integrierte Schaltungen weitergeben . In einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem 1, das wenigstens ein Betriebsgerät 3, 4, 5 aufweist, das wie oben beschrieben durch Aufschalten von Netzspannung V selektiv Daten oder zumindest Energie übertragen kann, können auch Schalter oder Taster vorgesehen sein, die als manuelles Interface Vorgänge auslösen können. Ein Beispiel für solch einen Schalter ist der in Fig. 1 gezeigte Schalter 13, mit dem ein Benutzer das selektive Aufschalten einer Netzspannung verursachen kann. Beim Einschalten des Schalters 13 wird in der Tat der Phasenleiter 19 des Versorgungsnetzes mit dem Phasenleiter 15 des Busses verbunden.
Eine typische Busspannung, die bei Betätigung des Schalters 13 erzeugt wird, ist in Fig. 2B gezeigt. Der Schalter 13 wird bei t=Tl vom Benutzer eingeschaltet und bei t=T2 wieder gelöst. Eine manuelle Betätigung des Schalters 13 führt generell dazu, dass eine Anzahl mehreren Netzspannungszyklen auf den Bus aufgeschaltet wird. Im Bussignal der Fig. 2B sind mehr als zwei Halbperioden auf den Bus 2 manuell aufgeschaltet worden.
Es ist dabei wünschenswert, ein manuelles Aufschlagens einer Netzspannung von einem durch ein Vorschaltgerät 3, 4, 5 ausgelösten Aufschlagens zu unterscheiden. Um eine manuelle Betätigung Schalters und somit ein manuelles Aufschlagens zu diskriminieren von den Signalen ausgesendet von einem Betriebsgerät, ist vorzugsweise das Protokoll für das Senden ausgehend von einem Betriebsgerät derart, dass die Netzspannung nicht wie bei manueller Betätigung kontinuierlich aufgeschlagen wird. Entsprechend kann für das Senden ausgehend von einem Betriebsgerät eine Kodierung über einem Phasenanschnitt stattfinden. Demgemäß werden keine vollständigen Halbwellen wie bei der Betätigung des Tasters oder Schalters übertragen. Eine beispielhafte Busspannung, die daraus resultieren kann, ist in Fig. 2C gezeigt. Während einer Halbwelle der Netzspannung wird das Aufschlagen der Netzspannung auf den Bus 2 mindestens einmal unterbrochen. Im Beispiel der Fig. 2C wird das Aufschlagen sogar zwei Mal unterbrochen, so dass die gezeigte Halbwelle nicht kontinuierlich übertragen wird.
Als Alternative zum Phasenanschnitt sind beispielsweise auch ein Phasenabschnitt oder ein kombinierter Phasenanschnitt-Abschnitt oder ähnliche Signalformen möglich .
Ein Empfänger kann dann sehr wohl zwischen einer Busspannung ausgehend von einem Benutzer oder von einem Vorschaltgerät unterscheiden, je nachdem ob die Halbwellen der Busspannung kontinuierlich bzw. unterbrochen sind oder nicht. Es ist demnach auch möglich, die Priorität eines Bussignals abhängig von der Art des Aufschlagens zu machen. Einem von einem Benutzer ausgelösten Bussignal kann eine höhere (oder niedrigere) Priorität als die eines Bussignals ausgehend von einem Betriebsgerät verliehen werden .
Weiterhin kann ein Schalter 30 in einem Vorschaltgerät 3 nur positive oder nur negative Halbwellen durchlassen, was eine Phasenanschnitts-Kodierung darstellt und andererseits auch ein Schalten im Nulldurchgang ermöglicht. Ein derartiger Schalter 30 ist in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 zeigt insbesondere ein Vorschaltgerät 3 mit einem ASIC 31 und einem mit den zwei Busanschlüssen 6, 1 gekoppelten Sendezweig. Wie in Figur 5 gezeigt kann sie Schnittstelle 21 mit den Anschlüssen 6 und 7 auch für einen Anschluß an einen digitalen Bus ausgelegt sein. So kann die Schnittstelle beispielsweise alternativ an einen DALI-Bus (nach dem DALI-Protokoll) angeschlossen werden und digitale Signale empfangen und auswerten. Zu diesem Zweck kann die Schnittstelle hinter dem internen Gleichrichter über eine Empfang- und Sendeschaltung für DALI Befehle verfügen.
Wenn die Schnittstelle 21 an einen DALI Bus angeschlossen werden soll, muß nur die Verbindung zwischen dem Anschluß für den Nulleiter bzw. Neutralleiter 18 und dem einen Eingang 6 des Busanschlusses unterbrochen bzw. nicht gesetzt werden. Die in Figur 5 gezeigte Schaltungsvariante zeigt einen separaten DALI-Rückkanal (angesteuert über den Ausgang DA der Steuerschaltung 31) . Es ist aber auch möglich, die Schnittstellenschaltung derart auszulegen, dass eine gemeinsame Sendestufe sowohl für den DALI Sendebetrieb als auch für den erfindungsgemäßen Sendebetrieb mittels durch Aufschalten der Netzspannung auf die Busleitung 2 ermöglicht wird.
Wie in Fig. 3 dargestellt, kann der Neutralleiter 18 mit einem der beiden Anschlüsse der Schnittstelle 21 verbunden sein, beispielsweise mit dem Busanschluss 6. Eine solche Verbindung kann außerhalb des Vorschaltgerätes erfolgen oder auch innerhalb des Vorschaltgerätes. Vorzugsweise kann diese Verbindung vom Benutzer zusammengeführt oder auch unterbrochen werden, insbesondere wenn die Schnittstelle 21 nur wahlweise für den erfindungsgemäßen Anschluß genutzt werden soll und gegebenenfalls auch für eine andere Datenübertragung genutzt werden können soll (beispielsweise für eine Busverbindung gemäß dem DALI Protokoll) . Beispielsweise kann eine lösbare Verbindung zwischen dem Neutralleiter 18 mit einem der beiden Anschlüsse der Schnittstelle 21 vorhanden sein, wie beispielsweise mittels Steckbrücke, Jumper oder Schalter. Sofern diese Verbindung vorhanden ist, wird ermöglicht, dass das elektronische Vorschaltgerät 3, 4, 5 für Leuchtmittel über die Schnittstelle 21 Signale aussenden kann, indem eine der Schnittstelle 21 separat zugeführte Netzspannung (mittels dieser Verbindung) selektiv durch einen vorzugsweise netzspannungsfesten Schalter der Schnittstelle 21 auf den Bus 2 aufgeschaltet wird. Die Taktung des Schalters wird dabei durch eine Steuereinheit des Betriebsgeräts vorgegeben, so dass die Steuereinheit intern im Betriebsgerät erzeugte oder vorliegende Daten wie auch extern zugeführte Daten an eine weiteres Betriebsgerät aussenden kann. Wenn eine entsprechende Schutzschaltung vorhanden ist, kann auch auf eine net zspanungsfeste Ausführung des Schalters 30 verzichtet werden . Während Fig. 4B den Verlauf der Netzspannung V zeigt, wird in Fig. 4A die Spannung Vb3 gezeigt, die von dem Vorschaltgerät 3 über die zwei Busanschlüsse 6, 7 auf den Bus 2 aufgeschaltet wird. Die Netzspannung wird derart moduliert, dass nur die positiven Halbwellen oder nur die negativen Halbwellen der Netzspannung aufgeschaltet werden. Diese Modulation erlaubt ebenso eine Diskriminierung zwischen einem Aufschalten einer Netzspannung ausgehend von einem Vorschaltgerät und einer von einem Benutzer via Betätigung eines Schalters 13 erzeugten kontinuierlichen Busspannung.
Weiterhin kann eine Kodierung des Bussignals beispielsweise über die Länge des Phasenanschnitts erfolgen, so dass beispielsweise die Länge des Phasenanschnitts ( Phasenwinkeldifferenz ) als
Dimmwertvorgabe ausgenutzt wird. Empfangsseitig kann ein Vorschaltgerät dieses Signals auswerten und daraus entsprechende Dimm-Befehle für die Leuchtmittel, die das empfangsseitige Vorschaltgerät anzusteuern hat, ableiten.
1 Kommunikationssystem
2 Bus
3, 4, 5 Elektronischen Vorschaltgeräte
6, 7 Busanschlüsse des elektronischen Vorschaltgeräts
8, 9 Anschlüsse des EVGs
10 Steuerleitung
11 Sensor
12 Leuchtmittel
13 Schalter oder Drücker
14 Bus-Neutralleiter
15 Bus-Phasenleiter
16, 17 Netzanschlüsse des elektronischen
Vorschaltgeräts
18 Nullleiter bzw. Neutralleiter des
Versorgungsnetzes
19 Phasenleiter des Versorgungsnetzes
20 Spannungsversorgungsnetz
21 Schnittstelle zum Anschließen an einer
Busleitung des Bus
22 Weitere Schnittstelle für digitale Protokolle
23 Slave-Sensor
30 Schalter
31 ASIC

Claims

Ansprüche
1. Betriebsgerät zum Betreiben insbesondere eines Leuchtmittels (12), aufweisend
wenigstens einen Versorgungsanschluss (16, 17) zum Anschließen des Betriebsgeräts an einer von einer Versorgungsquelle (20) zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung, insbesondere einer Wechselspannung wie bspw. einer Netzspannung,
- Ausgangsanschlüsse (10) zum Steuern des Leuchtmittels (12) ,
- eine Schnittstelle (21) zum Anschließen an einen Bus (2), und
- einen mit der Schnittstelle (21) gekoppelten Sendezweig, wobei eine Steuereinheit des Betriebsgeräts die zugeführte und ggf. gleichgerichte Versorgungsspannung getaktet auf den Bus (2) schaltet, um Daten an eine weiteres Betriebsgerät zu senden, wobei die Daten analog oder digital durch die Taktung des Aufschaltens der Versorgungsspannung kodiert sind.
2. Betriebsgerät gemäß Anspruch 1,
wobei die Versorgungsspannung zur Signalübertragung auf den Bus (2) aufgeschaltet wird.
3. Betriebsgerät gemäß Anspruch 2,
wobei das über den Bus (2) übertragene Signal von mittels der zeitlichen Dauer des Aufschaltens der Versorgungsspannung, der Anzahl oder der Frequenz der Aufschaltvorgänge analog oder digital kodiert ist.
4. Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Versorgungsspannung zur Energieversorgung eines an den Bus (2) angeschlossenen weiteren Geräts bzw. Empfängers auf den Bus (2) aufgeschaltet wird.
5. Betriebsgerät gemäß Anspruch 4,
wobei das Betriebsgerät als Master und das weitere Gerät bzw. Empfänger als Slave konfiguriert ist.
6. Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die auf den Bus (2) aufgeschaltete Versorgungsspannung als Anlaufenergie eines an den Bus (2) angeschlossenes aktiven Geräts bzw. Empfängers, das bzw. der über eine separate Spannungsversorgung verfügt, dient.
7. Betriebsgerät gemäß Anspruch 6,
wobei die aufgeschaltete Versorgungsspannung als Anlaufenergie für ein weiteres mit dem Bus (2) verbundenes Betriebsgeräts verwendet wird.
8. Betriebsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die auf die Busleitung (2) aufgeschaltete Versorgungsspannung als elektrische Versorgung eines an den Bus (2) angeschlossenen passiven Geräts bzw. Empfängers, das bzw. der über keine separate Spannungsversorgung verfügt, dient.
9. Betriebsgerät gemäß Anspruch 8,
wobei das passive Gerät ein Sensor ist, insbesondere ein Helligkeitssensor oder Tageslichtsensor.
10. Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Schnittstelle (21) einen netzspannungsfesten Schalter zum Aufschalten der Versorgungsspannung auf den Bus (2) aufweist.
11. Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, aufweisend einen mit der Schnittstelle (21) gekoppelten Empfangszweig, wobei der Empfangszweig dazu gebildet ist, eine auf den Bus (2) aufgeschaltete Versorgungsspannung auszuwerten .
12. Betriebsgerät gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Versorgungsanschlüsse (16, 17) zum Anschließen einer Netzspannung ausgelegt sind.
13. System mit mindestens einem Betriebsgerät gemäß Anspruch 11 oder 12, aufweisend einen Empfangszweig.
14. System gemäß Anspruch 13,
aufweisend einen Schalter oder Taster (13), der bei Betätigung durch einen Benutzer dazu ausgelegt ist, eine Spannung, insbesondere die Versorgungsspannung, selektiv auf den Bus (2) aufzuschalten .
15. Beleuchtungssystem,
aufweisend mehrere Betriebsgeräte (3, 4, 5) zum Betreiben eines Leuchtmittels (12), wobei
die Betriebsgeräte (3, 4, 5) jeweils über eine Schnittstelle (21) an einer Busleitung (2) angeschlossen sind,
- jeweils wenigstens einen Versorgungsanschluss (16, 17) zum Anschließen des Betriebsgeräts an einer von einer Versorgungsquelle (20) zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung, insbesondere einer Wechselspannung wie bspw. einer Netzspannung, sowie jeweils mindestens einen Ausgangsanschluss (10) zum Steuern des Leuchtmittels (12) aufweisen,
- zumindest ein Betriebsgerät (3) über Anschlüsse (8, 9) mit einem Sensor (11) verbunden ist, und dieses
Betriebsgerät (3) über einen mit der Schnittstelle (21) gekoppelten Sendezweig verfügt, und
- eine Steuereinheit des Betriebsgeräts die zugeführte und ggf. gleichgerichtete Versorgungsspannung getaktet auf die Busleitung (2) schaltet, um Daten an eine weiteres Betriebsgerät zu senden, wobei die Daten analog oder digital durch die Taktung des Aufschaltens der Versorgungsspannung kodiert sind.
16. Verfahren zur Übertragung von Daten oder Energie über einen Bus (2) ausgehend von einem Betriebsgerät zum Betreiben insbesondere eines Leuchtmittels (12) hinzu einem Empfänger, wobei
- das Betriebsgerät von einer Versorgungsspannung versorgt wird,
das Betriebsgerät die zugeführte Versorgungsspannung über einen Sendezweig selektiv auf den Bus (2) aufschaltet ,
- der Empfänger über einen Empfangszweig die auf den Bus (2) aufgeschaltete Versorgungsspannung auswertet.
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