EP2638783A1 - Störsichere leuchtmittelsteuerung - Google Patents

Störsichere leuchtmittelsteuerung

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EP2638783A1
EP2638783A1 EP11784970.3A EP11784970A EP2638783A1 EP 2638783 A1 EP2638783 A1 EP 2638783A1 EP 11784970 A EP11784970 A EP 11784970A EP 2638783 A1 EP2638783 A1 EP 2638783A1
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EP
European Patent Office
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signal
interface
control signal
operating device
circuit
Prior art date
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Application number
EP11784970.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2638783B1 (de
Inventor
Reinhard BÖCKLE
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Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Tridonic GmbH and Co KG filed Critical Tridonic GmbH and Co KG
Publication of EP2638783A1 publication Critical patent/EP2638783A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2638783B1 publication Critical patent/EP2638783B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • 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 invention relates to an operating device for controlling lighting means and a method for controlling lighting means.
  • control bulbs are known in addition to classic direct wired switches a variety of control gear.
  • a control signal is transmitted from a switch to a control gear.
  • the operating device receives the signal and performs a corresponding control of the bulb. This can be a switch on or off, but also a dimming process.
  • the control signal is usually either mains voltage or a digital control signal. Often, digital control signals become standardized
  • German patent application DE 197 48 007 AI shows a conventional operating device with a
  • the disadvantage of this is that a high implementation cost is necessary.
  • the invention has for its object to provide an operating device for lighting and a method for operating bulbs, which enable safe switching behavior with low implementation costs, especially for long line lengths.
  • An inventive operating device for lighting means includes an interface circuit and a
  • the interface circuit generates an interface signal in response to a control signal.
  • the drive circuit controls at least one light-emitting device as a function of the interface signal.
  • Control signal is an AC voltage control signal generated outside of the operating device.
  • Interface circuitry detects exceeding an upper threshold for only one in two
  • a first signal pulse in the interface signal and detects an exceeding of a lower threshold value of the other of the two half-waves. This enables a simple and at the same time interference-free evaluation of the control signal.
  • the invention also relates to a control gear for
  • Interface circuit and a drive circuit wherein the interface circuit generates an interface signal as a function of a control signal, and wherein the drive circuit activates at least one light-emitting means as a function of the interface signal,
  • control signal is an AC control signal generated outside the operating device
  • the interface circuit detects exceeding a lower threshold for at least the majority of the duration of one of two half-cycles of the control signal, and the interface circuit for each
  • Control signal detects.
  • the interface circuit further has a peak detection circuit, which can detect the exceeding of the upper threshold value and optionally additionally peak values.
  • the interface circuit preferably includes a zero-crossing detection circuit which can detect the exceeding of the lower threshold and optionally additional zero crossings of the control signal.
  • Fig. 1 an exemplary lighting system
  • 2 shows an example operating device
  • Fig. 4 shows an embodiment of the invention
  • Operating device 5 shows a first exemplary signal waveform in FIG.
  • FIG. 6 shows a second exemplary signal waveform in FIG.
  • FIG. 7 shows a third exemplary signal course in FIG.
  • FIG. 8 shows a fourth exemplary signal waveform in FIG.
  • Fig. 9 shows an embodiment of the invention
  • An exemplary lighting system includes a button 4, an operating device 1 and a light source 5.
  • a button 4 a switch or other input device can be used.
  • the button 4 is connected to the operating device 1.
  • the operating device 1 in turn is connected to the lighting means 5.
  • the light-emitting means 5 may be, for example, a conventional incandescent lamp or a fluorescent lamp or one or more light-emitting diodes, LEDs. Other bulbs can be used here.
  • the operating device 1 consists of an interface circuit 2 and a drive circuit 3.
  • the button 4 is connected to the interface circuit 2 of the operating device 1.
  • the interface circuit 2 and the drive circuit 3 are connected together within the operating device 1.
  • the lighting means 5 is connected to the drive circuit 3 of the operating device 1.
  • the button 4 and the operating device 1 are connected to each other via a line.
  • the operating device 1 can be permanently connected via a supply connection to a mains voltage, from which the drive circuit 3 is fed to supply the lighting means 5.
  • the button 4 connects, as soon as it is pressed, mains voltage with the interface circuit 2 of the operating device 1. If it is not pressed, the line between the button 4 and the interface circuit 2 is open. Both actuated as well as not actuated switch 4 interference can take place in this line.
  • the interface circuit 2 evaluates the signals on the line and determines switching operations of the button 4. Based on these switching operations, the interface circuit 2 generates an interface signal and forwards it to the drive circuit 3 on. As a function of the interface signal, the drive circuit controls the lighting means 5. In this case, the interface circuit 2 determines only the switching states of the button 4 and converts them into the interface signal. Only the drive circuit 3 determines from the switching states transmitted to it in the interface signal, the switching operations to be performed. So use the
  • FIG. 2 shows an exemplary interface circuit as could be used in the illumination system shown in FIG. 1.
  • the switched mains voltage Vn is supplied to a rectifier circuit 100 via a resistor R7a of, for example, 20 ⁇ .
  • the rectifier circuit 100 consists of four diodes Dia, D2a, D3a, D4a. These are connected to ground in a conventional bridge rectifier circuit.
  • the rectified signal is supplied to a zero-crossing detection circuit 101. It consists of two transistors Qla, Q2a and two resistors Ria, R2a. The emitter of the transistor Qla and the resistor Ria of, for example, 332 ⁇ are directly connected to the rectified signal.
  • the resistor Ria is further connected to the base of the transistor Qla and the emitter of the transistor Q2a connected.
  • the collector of the transistor Qla is connected to the base of the transistor Q2a and the resistor R2a of, for example, 150 ⁇ .
  • the collector of the transistor Q2a is further connected to the second side of the resistor R2a.
  • the signal exits the zero-crossing detection circuit.
  • the signal is fed via an additional diode Z3a to an optocoupler Q4a.
  • This is connected via a further resistor R3a, for example, 10kQ with a supply voltage V2, for example, 15V.
  • the interface signal can be taken from the secondary side of the optocoupler Q4a, which is not shown here.
  • the zero-crossing detection circuit 101 generates a pulse every zero crossing of the applied signal. Depending on the steepness of the voltage passage through the zero point results in a different width pulse. Such a pulse typically has a duration of 100 microseconds. Such a pulse is well transferable by the optocoupler Q4a.
  • Fig. 3 shows an exemplary waveform in an interface circuit, such. B. shown in Fig. 2.
  • a control signal 10 has a frequency of 50 Hz and thus a period of 20 ms.
  • the interface signal 11 has only individual pulses 12 at the zero crossings of the control signal 10. Shown here is the trouble-free case.
  • the interface signal on the secondary side of the optocoupler Q4a can now be evaluated with regard to the detected zero crossings. On the basis of the recognized sequence of zero crossings can thus be concluded on the operation of the button, as for a certain period (eg in the range of 400 to 1000 milliseconds) a mains voltage was supplied to the interface circuit.
  • Disturbances can produce steeper signal paths in the areas of the zero crossings of the control signal.
  • the pulse duration decreases drastically in this case. This can go so far that the optocoupler Q4a of FIG. 2 can no longer transmit the signal properly.
  • Threshold values of -6.5V to 6.5V amplitude of the mains voltage are typically provided to detect the zero crossings. These threshold values should not be changed, as the interface should advantageously also be used for digital DALI signals, and the DALI digital LOW signal should be below 6.5 V.
  • the problem of the invention thus exists in particular at interfaces of operating devices for lighting, which both digital signals, as well
  • Fig. 4 shows an embodiment of the operating device according to the invention for lighting means.
  • a switched line voltage Vn is supplied to a rectifier circuit 200 via a line resistance R ne tz of, for example, 20 ⁇ .
  • the rectifier circuit 200 corresponds largely to the rectifier circuit 100 of FIG. 2.
  • Four diodes Dl - D4 are connected in a conventional bridge rectifier circuit to ground.
  • the rectified control signal is from the
  • This essentially corresponds to the zero-crossing detection circuit 101 of FIG. 2.
  • a first resistor Rl of, for example, 332 ⁇ and the emitter of a first transistor Ql are supplied with the rectified signal.
  • the second side of the resistor Rl is connected to the base of this first transistor Ql.
  • the collector of the first transistor Ql is connected to the base of a second transistor Q2 connected.
  • the base of the first transistor Ql is connected to the emitter of the second transistor Q2.
  • the base of the second transistor Q2 is further connected to the first side of a second resistor R2 of, for example, 150k ⁇ .
  • This resistor R2 is connected to ground.
  • the output of this zero-crossing detection circuit is applied to the collector of the transistor Q2 and is supplied from this Zener diode Z2.
  • the control signal Vn is further supplied to a peak detection circuit 202 via the power resistor R Ne . It first goes through a Zener diode ZI. Since the Zener diode ZI with its predetermined
  • Breaking voltage forms a kind of threshold switch and turns on only when exceeding a predetermined threshold voltage, pass only the peak values above a predetermined upper threshold of one of the two half-waves of the AC signal, the Zener diode ZI.
  • a resistance divider may also be used, which is dimensioned to the threshold voltage of the transistor Q3.
  • the resulting signal is supplied to the base of a transistor Q3.
  • the emitter transistor Q3 is connected via an ohmic resistor R5, for example, 10kÜ to the Base of transistor Q3 fed back and still connected to ground.
  • This feedback transistor Q3 provides a uniform rectangular pulse shape.
  • the output signal of the peak detection circuit 202 is applied to the collector of the transistor Q3 and is supplied from this also the Zener diode Z2.
  • the signal present at the Zener diode Z2 is, as in FIG. 2, also transmitted to the drive circuit via an optocoupler Q4, which is supplied with a supply voltage Vi of 3.3V via an ohmic resistor R3 of, for example, 7.5k ⁇ .
  • the actual transmission of the interface signal is effected by the secondary part of the optocoupler Q4, not shown here.
  • FIG. 5 shows the control signal 10 and at the same time the interface signal 21, which corresponds to the output signal of the optocoupler. For clarity, different scales were used for the two signals.
  • the interface signal 21 now has both pulses 23 at the zero crossings of the control signal 10, as well as wide pulses 22 in the range of the peak values of the positive half cycle of the control signal 10 (ie when the upper threshold value is exceeded). Connecting the peak detection circuit 202 to the inverted input of the rectifier circuit 200 would result in a wide pulse 22 at the level of the negative half wave of the AC signal 10.
  • the pulses 23 at the zero crossings of the control signal 10 result because the zero-crossing detection circuit 201 in conjunction with the Zener diode Z2 only transmits a current when the voltage of the control signal 10 has exceeded some potential (both positive and negative).
  • some potential both positive and negative.
  • the current flowing through the zero-crossing detection circuit 201 is sufficient to drive through the Zener diode Z2 and a current flows through the primary side of the optocoupler Q4, whereby the optocoupler Q4 on the secondary side drives through.
  • a certain potential hereinafter referred to as a lower threshold
  • a concern of a network voltage is detected by the fact that for the interface signal 21 regularly for the duration of almost a network half-wave, ie at least 9 ms, a low-level signal 24 is applied.
  • a concern of a mains voltage so the operation of the button, by evaluating a longer phase of the concern of a signal with a low level 24 (ie the reception of a logical "0") take place ..
  • the bipolar coupled noise voltage will only make a contribution in the branch after the rectifier with the diodes Dl - D4, provided that the coupled voltage at least sufficient that this voltage exceeds the lower threshold and thus the zero crossing detection circuit 201 in conjunction with the Zener diode Z2 lets a current through.
  • Each rectified half-wave of the control signal Vn thus generates from the exceeding of the lower threshold, a certain current flow by means of Transistors Ql and Q2 at the input of the optocoupler Q4.
  • a current flow through the primary side of the optocoupler Q4 is interpreted on the output side as logic "0" (analogous to the DALI standard, which leads to a voltage of more than 0 V in the high state).
  • the time duration of such a signal with logic "0" is only in the range below 5 ms
  • a fault signal when the switch is not pressed can result in the application of detection using the zero crossings according to the prior art, that current can flow in each half-wave , which on the output side can then be interpreted as a zero crossing.
  • FIG. 6 shows an exemplary signal course in the case of the operating device according to the invention according to FIG. 4 with open line and a capacitive fault.
  • the capacitively coupled mains voltage 31 has a phase offset of 90 ° with respect to the control signal 10. Since the button is not pressed, the interface circuit detects no zero crossings of the actual mains voltage 10. Instead, the zero crossings of the capacitively coupled signal 31 in the interface signal 30, which corresponds to the output signal of the optocoupler detected. This results in pulses 32, 33 in the interface signal. However, since there are no longer pulses in the interface signal which exceed the upper threshold values
  • the subsequent drive circuit accepts the signal invalid signal and thus not as an indication of the operation of the switch or button.
  • the Switching threshold of the Zener diode ZI upper threshold
  • the transistor Q3 is turned on, whereby the point in front of the Zener diode Z2 is pulled to a voltage of 0V, which in turn is interpreted in the interface signal 30 on the output side as logic "1".
  • the half-wave of the reverse polarity of the upper circuit branch is not used, ie the transistor Q3 is never turned on.
  • the zero-crossing detection circuit 201 in conjunction with the zener diode Z2 a current flow through the transistors Q1, Q2 will always result for this majority half-wave, which on the output side is interpreted as logic "0".
  • a logical "0" from a time duration above a threshold of e.g. B. at least 9 ms during a first half-wave can therefore only be generated when a deliberate mains voltage is applied.
  • the pulses with a level of logic "0", ie with a low level last at least 10 ms, and only when consciously applying a Mains voltage of the upper circuit branch can be activated with the Zener diode ZI.
  • Primary side so flows at a noise voltage in each half-wave for a much shorter period than the duration of a half-wave power.
  • Interface 2 detects the exceeding of the lower threshold for at least the majority of the time duration of one of two half-waves of the control signal 10, and that the interface circuit 2 for each detection of exceeding the lower threshold
  • a plurality of such low level signal pulses 24 detects the presence of a control signal 10.
  • FIG. 7 again shows an exemplary signal course in the operating device according to the invention according to FIG. 4 here with an open line of 350 m length.
  • the Control signal 10 is thus not applied to the input of the interface circuit. Instead, only an injected signal 41 is present.
  • the pulses 42, 43 of the interface signal 40 become shorter and shorter as the line becomes longer. However, it is still possible to distinguish between intentionally applied line voltage and coupled signals.
  • Fig. 8 it is assumed that an open line of at least 550m in length.
  • the peak values 54 of the coupled-in signal 51 reach such a height here that the breakdown voltage of the Zener diode ZI from FIG. 4 is exceeded.
  • 10 pulses 55 are generated in the region of one half-wave of the injected signal 51.
  • pulses 52, 53 are generated in the region of the zero crossings of the injected signal 51.
  • a distinction between a coupled-in signal 51 and an applied network signal 10 is no longer possible.
  • by the phase shift between the network signal 10 and the injected signal 51 results in an Asynchronit t different connected devices and faulty circuits.
  • cable lengths of more than 500m are unusual for a luminaire or lighting installation and therefore this case need not be considered further.
  • Fig. 9 shows an embodiment of the method according to the invention.
  • a first step 300 the peak values of each of two half-waves of a control signal are detected. The peak values are all values above a threshold voltage.
  • a second step 301 the control signal is rectified. The resulting rectified control signal is identical to successive half-waves
  • step 302 zero crossings of the control signal are detected by determining zero points of the rectified control signal.
  • the zero crossings of the control signal can also be easily filtered out (for example by filtering out pulse durations of less than 150 ps).
  • step 303 the determined peak values (exceeding of the upper threshold value) and the activation of the lower branch 202 and optionally the determined zero crossings are included in a common interface signal.
  • step 304 the interface signal is evaluated with regard to logic states and the switching processes intended thereby.
  • step 305 the lighting means is driven in accordance with the control specifications determined in the preceding step.
  • Illuminants can be controlled according to the invention.
  • the use of deviating input devices, such. As touch-sensitive displays, etc. is conceivable. All features described above or features shown in the figures can be combined with each other in any advantageous manner within the scope of the invention.

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

Ein Betriebsgerät (1) für Leuchtmittel (5), wobei das Betriebsgerät (1) über eine Schnittstellenschaltung (2) und eine Ansteuerschaltung (3) verfügt, wobei die Schnittstellenschaltung (2) in Abhängigkeit eines Steuersignals (Vn, 10) ein Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt, und wobei die Ansteuerschaltung (3) zumindest ein Leuchtmittel (5) in Abhängigkeit des Schnittstellensignals (21, 31, 41, 51) ansteuert, wobei das Steuersignal (Vn, 10) ein außerhalb des Betriebsgeräts (1) erzeugtes Wechselspannungssteuersignal ist, wobei die Schnittstellenschaltung (2) das Überschreiten eines oberen Schwellwertes lediglich einer von zwei Halbwellen des Steuersignals (Vn, 10) detektiert, und dass die Schnittstellenschaltung (2) für jede Detektion eines Überschreitens eines oberen Schwellwertes einen ersten Signalpuls (22, 55) in dem Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt, und für die andere Halbwelle das Überschreiten eines unteren Schwellwertes erkennt.

Description

Störsichere Leuchtmittelsteuerung
Die Erfindung betrifft ein Betriebsgerät zur Steuerung von Leuchtmitteln und ein Verfahren zur Steuerung von Leuchtmitteln .
Zur Steuerung von Leuchtmitteln sind neben klassischen direkt verkabelten Schaltern eine Vielzahl von Betriebsgeräten bekannt. Bei solchen Betriebsgeräten wird üblicherweise ein Steuersignal von einem Schalter an ein Betriebsgerät übermittelt. Das Betriebsgerät empfängt das Signal und führt eine entsprechende Steuerung des Leuchtmittels durch. Dies kann ein Einschalten oder Ausschalten, aber auch ein Dimmvorgang sein. Das Steuersignal ist dabei üblicherweise entweder Netzspannung oder ein digitales Steuersignal. Häufig werden für digitale Steuersignale standardisierte
Übertragungsverfahren, z. B. DALI eingesetzt.
Weiterhin bekannt ist die Nutzung unterschiedlicher Steuersignale, z. B. DALI und Netzspannung an einem Betriebsgerät. Dies ermöglicht eine große Flexibilität des Einsatzes des Betriebsgeräts. Insbesondere bei langen Leitungslängen, auf welchen das Steuersignal übertragen wird, ergibt sich jedoch ein unzuverlässiges Schaltverhalten, da kapazitive oder induktive
Einstreuungen Fehlschaltungen auslösen können. So zeigt die Deutsche Offenlegungsschrift DE 197 48 007 AI ein herkömmliches Betriebsgerät mit einer
Schnittstellenschaltung. Nachteilhaft ist hieran, dass ein hoher Realisierungsaufwand notwendig ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsgerät für Leuchtmittel und ein Verfahren zum Betrieb von Leuchtmitteln aufzuzeigen, welche insbesondere bei langen Leitungslängen ein sicheres Schaltverhalten bei geringem Realisierungsaufwand ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Betriebsgerät durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 und durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 14 sowie für das Verfahren durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hier rückbezogenen Unteransprüche.
Ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät für Leuchtmittel beinhaltet eine Schnittstellenschaltung und eine
Ansteuerschaltung. Die Schnittstellenschaltung erzeugt in Abhängigkeit eines Steuersignals ein Schnittstellensignal. Die Ansteuerschaltung steuert wenigstens ein Leuchtmittel in Abhängigkeit des Schnittstellensignals an. Das
Steuersignal ist dabei ein außerhalb des Betriebsgeräts erzeugtes Wechselspannungssteuersignal. Die
Schnittstellenschaltung detektiert das Überschreiten eines oberen Schwellenwertes für lediglich eine von zwei
Halbwellen des Steuersignals und erzeugt für jede
Detektion des Überschreitens des oberen Schwellenwertes einen ersten Signalpuls in dem Schnittstellensignal und detektiert ein Überschreiten eines unteren Schwellenwertes der anderen der zwei Halbwellen. So wird eine einfache und gleichzeitig störsichere Auswertung des Steuersignals ermöglicht.
Die Erfindung betrifft auch ein Betriebsgerät für
Leuchtmittel, wobei das Betriebsgerät über eine
Schnittstellenschaltung und eine Ansteuerschaltung verfügt, wobei die Schnittstellenschaltung in Abhängigkeit eines Steuersignals ein Schnittstellensignal erzeugt, und wobei die Ansteuerschaltung zumindest ein Leuchtmittel in Abhängigkeit des Schnittstellensignals ansteuert,
wobei das Steuersignal ein außerhalb des Betriebsgeräts erzeugtes Wechselspannungssteuersignal ist, wobei
die Schnittstellenschaltung das Überschreiten eines unteren Schwellenwertes für zumindest den Großteil der Zeitdauer einer von zwei Halbwellen des Steuersignals detektiert, und die Schnittstellenschaltung für jede
Detektion des Überschreitens des unteren Schwellenwertes einen zweiten Signalpuls, dessen Pegel niedriger ist als der des ersten Signalpulses, in dem Schnittstellensignal erzeugt, und bei wiederholtem Aufeinanderfolgen mehrerer derartiger zweiter Signalpulse das Anliegen eines
Steuersignals erkennt.
Vorteilhafterweise verfügt die Schnittstellenschaltung weiterhin über eine Spitzenwert-Erkennungs-Schaltung, welche das Überschreiten des oberen Schwellenwertes und optional zusätzlich Spitzenwerte detektieren kann. Zusätzlich beinhaltet die Schnittstellenschaltung vorzugsweise eine Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung, welche das Überschreiten des unteren Schwellenwertes und optional zusätzlich Nulldurchgänge des Steuersignals detektieren kann. So wird eine zusätzliche Verbesserung der Erkennung der Schaltzustände ermöglicht.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein beispielhaftes Beleuchtungssystem; Fig. 2 ein beispielhaftes Betriebsgerät;
Fig. 3 beispielhafte Signalverläufe in dem beispielhaften
Betriebsgerät;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Betriebsgeräts ; Fig. 5 einen ersten beispielhaften Signalverlauf im
Äusführungsbeis des erfindungsgemä en Betriebsgerä s ;
Fig. 6 einen zweiten beispielhaften Signalverlauf im
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts ;
Fig. 7 ein dritter beispielhaften Signalverlauf im
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts;
Fig. 8 ein vierter beispielhaften Signalverlauf im
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä en Betriebsgeräts, und
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Zunächst werden anhand der Fig. 1 - 3 die' der gegenwärtigen Erfindung zugrundeliegende Problematik, der Aufbau und die Funktionsweise eines beispielhaften Betriebsgeräts erläutert. Anschließend wird mittels Fig. 4 8 der Aufbau und die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts gezeigt. Abschließend wird anhand von Fig. 9 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Identische Elemente wurden in ähnlichen Abbildungen zum Teil nicht wiederholt dargestellt und beschrieben.
Ein beispielhaftes Beleuchtungssystem beinhaltet einen Taster 4, ein Betriebsgerät 1 und ein Leuchtmittel 5. Statt einem Taster 4 kann auch ein Schalter oder ein anderes Eingabegerät eingesetzt werden. Der Taster 4 ist mit dem Betriebsgerät 1 verbunden. Das Betriebsgerät 1 wiederum ist mit dem Leuchtmittel 5 verbunden. Bei dem Leuchtmittel 5 kann es sich beispielsweise um eine herkömmliche Glühlampe oder eine Fluoreszenzlampe oder eine oder mehrere lichtemittierende Dioden, LED, handeln. Auch andere Leuchtmittel sind hier einsetzbar. Das Betriebsgerät 1 besteht aus einer Schnittstellenschaltung 2 und einer Ansteuerschaltung 3. Der Taster 4 ist mit der Schnittstellenschaltung 2 des Betriebsgeräts 1 verbunden. Die Schnittstellenschaltung 2 und die Ansteuerschaltung 3 sind innerhalb des Betriebsgeräts 1 miteinander verbunden. Das Leuchtmittel 5 ist mit der Ansteuerschaltung 3 des Betriebsgeräts 1 verbunden. Der Taster 4 und das Betriebsgerät 1 sind über eine Leitung miteinander verbunden. Weiterhin kann das Betriebsgerät 1 dauerhaft über einen Versorgungsanschluss mit einer Netzspannung verbunden sein, aus der die Ansteuerschaltung 3 zur Speisung des Leuchtmittels 5 gespeist wird.
Der Taster 4 verbindet, sobald er gedrückt wird, Netzspannung mit der Schnittstellenschaltung 2 des Betriebsgeräts 1. Ist er nicht gedrückt, ist die Leitung zwischen dem Taster 4 und der Schnittstellenschaltung 2 offen. Sowohl bei betätigtem wie auch bei nicht betätigtem Schalter 4 können Einstreuungen in diese Leitung erfolgen. Die Schnittstellenschaltung 2 wertet die Signale auf der Leitung aus und ermittelt daraus Schaltvorgänge des Tasters 4. Anhand dieser Schaltvorgänge erzeugt die Schnittstellenschaltung 2 ein Schnittstellensignal und leitet es an die Ansteuerschaltung 3 weiter. In Abhängigkeit des Schnittstellensignals steuert die Ansteuerschaltung das Leuchtmittel 5 an. Dabei ermittelt die Schnittstellenschaltung 2 lediglich die Schaltzustände des Tasters 4 und setzt diese in das Schnittstellensignal um. Erst die Ansteuerschaltung 3 ermittelt aus den an sie übermittelten Schaltzuständen im Schnittstellensignal die auszuführenden Schaltvorgänge. So nutzt die
Ansteuerschaltung 3 z. B. die Betätigungsdauer, die Betätigungsfolge oder den Betätigungsrhythmus als Hinweis auf den durchzuführenden Steuervorgang. Das
Schnittstellensignal gibt somit beispielsweise einen Sollwert für die Ansteuerschaltung 3 vor. Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Schnittstellenschaltung, wie sie auch in dem in Fig. 1 gezeigten Beleuchtungssystem eingesetzt werden könnte. Die geschaltete Netzspannung Vn wird über einen Widerstand R7a von beispielsweise 20Ω einer Gleichrichterschaltung 100 zugeführt. Die Gleichrichterschaltung 100 besteht dabei aus vier Dioden Dia, D2a, D3a, D4a. Diese sind in einer üblichen Brückengleichrichterschaltung gegen Masse geschaltet. Das gleichgerichtete Signal wird einer Nulldurchgangs- Erkennungs-Schaltung 101 zugeführt. Diese besteht aus zwei Transistoren Qla, Q2a und zwei Widerständen Ria, R2a. Der Emitter des Transistors Qla und der Widerstand Ria von beispielsweise 332Ω sind direkt mit dem gleichgerichteten Signal verbunden. Der Widerstand Ria ist weiterhin mit der Basis des Transistors Qla und dem Emitter des Transistors Q2a verbunden. Der Kollektor des Transistors Qla wiederum ist mit der Basis des Transistors Q2a und dem Widerstand R2a von beispielsweise 150 ΚΩ verbunden. Der Kollektor des Transistors Q2a ist weiterhin mit der zweiten Seite des Widerstands R2a verbunden. An dieser Stelle verlässt das Signal die Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung. Das Signal wird über eine weitere Diode Z3a einem Optokoppler Q4a zugeführt. Dieser ist über einen weiteren Widerstand R3a von beispielsweise 10kQ mit einer Versorgungsspannung V2 von beispielsweise 15V verbunden. Das Schnittstellensignal kann der hier nicht dargestellten Sekundärseite des Optokopplers Q4a entnommen werden.
Die Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung 101 erzeugt bei jedem Nulldurchgang des anliegenden Signals einen Impuls. In Abhängig der Steilheit des Spannungsdurchgangs durch den Nullpunkt ergibt sich ein unterschiedlich breiter Impuls. Ein solcher Impuls hat typischerweise eine Zeitdauer von 100 Mikrosekunden . Ein solcher Impuls ist durch den Optokoppler Q4a gut übertragbar.
Fig. 3 zeigt einen beispielhaften Signalverlauf in einer Schnittstellenschaltung, wie z. B. in Fig. 2 dargestellt. Ein Steuersignal 10 hat eine Frequenz von 50Hz und damit eine Periodendauer von 20ms. Das Schnittstellensignal 11 weist lediglich bei den Nulldurchgängen des Steuersignals 10 einzelne Impulse 12 auf. Hier dargestellt ist der störungsfreie Fall. Das Schnittstellensignal an der Sekundärseite des Optokopplers Q4a kann nunmehr hinsichtlich der erkannten Nulldurchgänge ausgewertet werden. Anhand der erkannten Aufeinanderfolge von Nulldurchgängen kann somit auf die Betätigung des Tasters geschlossen werden, da für einen gewissen Zeitraum (z.B. im Bereich von 400 bis 1000 Millisekunden) eine Netzspannung der Schnittstellenschaltung zugeführt wurde.
Durch Störungen können in den Bereichen der Nulldurchgänge des Steuersignals steilere Signalverläufe entstehen. Die Impulsdauer verringert sich in diesem Fall drastisch. Dies kann so weit gehen, dass der Optokoppler Q4a aus Fig. 2 das Signal nicht mehr ordnungsgemäße übertragen kann. Zur Detektion der Nulldurchgänge sind typischerweise Schwellwerte von -6,5V bis 6,5V Amplitude der Netzspannung vorgesehen. Diese Schwellwerte sollten nicht verändert werden, da vorteilhafterweise die Schnittstelle auch für digitale DALI-Signale verwendet werden soll, und das digitale LOW-Signal bei DALI unterhalb von 6,5 V liegt. Die erfindungsgemäße Problematik besteht also insbesondere bei Schnittstellen von Betriebsgeräten für Leuchtmittel, welche sowohl digitale Signale, wie auch
Wechselspannungssignale verarbeiten sollen.
Es kann somit vorkommen, dass Nulldurchgänge bei derartigen Betriebsgeräten nicht erkannt werden, was zu einer fehlerhaften Ansteuerung führt, die sich um so drastischer auswirket, wenn mehrere Geräte ausgehend von derselben Tasterbetätigung angesprochen werden, die dann auf Grund unterschiedlicher Störungen auf ihren Leitungen unterschiedliche Ansteuerungen der mit dem gleichen Taster oder Schalter verbundenen Geräte durchführen können. Eine Verminderung dieses Problems kann erzielt werden, wenn insbesondere zusätzlich zur Erfassung der Nulldurchgänge auch eine Erfassung der Spitzenwert-Bereiche der Netzspannung erfolgt. Somit würde beispielsweise ein verhältnismäßig langer Spitzenwert jeweils im Bereich des Maximums der Netzspannung zusätzlich zu den verhältnismäßig kurzen Impulsen im Bereich der Nulldurchgänge in dem Schnittstellensignal erzeugt werden, was die Steuersicherheit verbessern könnte. Ein Problem hieran ist jedoch, dass bei unterschiedlich großen Netzamplituden unterschiedliche lange Impulse im Bereich der Spitzenwerte der Netzspannung erzeugt werden. Darüber hinaus wird bei offener Leitung, d. h. bei nicht gedrücktem Taster oder eingeschaltetem Schalter kapazitiv eine Spannung eingekoppelt, die derart ausfallen kann, dass das entstehende Signal nicht mehr von dem bei gedrücktem Schalter oder Taster unterscheidbar ist. Es können insbesondere bei großen Leitungslängen so Fehlschaltungen bei offener Leitung entstehen.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts für Leuchtmittel. Wie auch in dem Betriebsgerät nach Fig. 2 wird eine geschaltete Netzspannung Vn über einen Netzwiderstand Rnetz von beispielsweise 20Ω einer Gleichrichterschaltung 200 zugeführt. Die Gleichrichterschaltung 200 entspricht dabei weitgehend der Gleichrichterschaltung 100 aus Fig. 2. Vier Dioden Dl - D4 sind in einer üblichen Brückengleichrichterschaltung gegen Masse verschaltet. Das gleichgerichtete Steuersignal wird von der
Gleichrichterschaltung 200 an eine Nulldurchgangs- Erkennungs-Schaltung 201 übertragen. Diese entspricht im Wesentlichen der Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung 101 aus Fig. 2. Ein erster Widerstand Rl von beispielsweise 332Ω und der Emitter eines ersten Transistors Ql sind mit dem gleichgerichteten Signal beaufschlagt. Die zweite Seite des Widerstands Rl ist mit der Basis dieses ersten Transistors Ql verbunden. Der Kollektor des ersten Transistors Ql ist mit der Basis eines zweiten Transistors Q2 verbunden. Weiterhin ist die Basis des ersten Transistors Ql mit dem Emitter des zweiten Transistors Q2 verbunden. Darüber hinaus ist die Basis des zweiten Transistors Q2 weiterhin mit der ersten Seite eines zweiten Widerstandes R2 von beispielsweise 150kQ verbunden. Dieser Widerstand R2 ist gegen Masse geschaltet. Das Ausgangssignal dieser Nulldurchgangs- Erkennungs-Schaltung liegt an dem Kollektor des Transistors Q2 an und wird von diesem einer Zener-Diode Z2 zugeführt.
Das Steuersignal Vn wird über den Netzwiderstand RNetz weiterhin einer Spitzenwert-Erkennungs-Schaltung 202 zugeführt. Es durchläuft zunächst eine Zenerdiode ZI. Da die Zenerdiode ZI mit ihrer vorgegebenen
Durchbruchsspannung eine Art Schwellenwertschalter bildet und erst bei dem Überschreiten einer vorgegebenen Schwellenwertspannung durchschaltet, passieren lediglich die Spitzenwerte oberhalb eines vorgegebenen oberen Schwellenwertes einer der beiden Halbwellen des Wechselspannungssignals die Zenerdiode ZI. Signalanteile, welche unterhalb der Durchbruchsspannung der Zenerdiode ZI, also unterhalb des vorgegebenen oberen Schwellenwertes, liegen, werden nicht weitergeleitet. Dies beinhaltet insbesondere die zweite Halbwelle des Wechselspannungssignals Vn. Anstelle der Zenerdiode ZI kann auch ein Widerstandsteiler verwendet werden, welcher auf die Schwellspannung des Transistors Q3 dimensioniert ist .
Über einen ohmschen Widerstand R4 von beispielsweise 100kQ wird das resultierende Signal der Basis eines Transistors Q3 zugeführt. Der Emitter Transistors Q3 ist über einen Ohmschen Widerstand R5 von beispielsweise 10kÜ an die Basis des Transistors Q3 zurückgekoppelt und weiterhin auf Masse geschaltet. Dieser rückgekoppelte Transistor Q3 sorgt für eine gleichmäßige rechteckige Impulsform. Das Ausgangssignal der Spitzenwert-Erkennungs-Schaltung 202 liegt an dem Kollektor des Transistor Q3 an und wird von diesem ebenfalls der Zener-Diode Z2 zugeführt.
Das an der Zener-Diode Z2 anliegende Signal wird wie auch in Fig. 2 über einen Optokoppler Q4, welcher über einen Ohmschen Widerstand R3 von beispielsweise 7,5kQ mit einer Versorgungsspannung Vi von 3,3V versorgt wird, an die Ansteuerschaltung übertragen. Die tatsächliche Übertragung des Schnittstellensignals erfolgt durch den hier nicht dargestellten sekundären Teil des Optokopplers Q4.
Ein resultierendes Signal der Schnittstellenschaltung aus Fig. 4 kann in Fig. 5 gesehen werden. So zeigt Fig. 5 das Steuersignal 10 und gleichzeitig das Schnittstellensignal 21, welches dem Ausgangssignal des Optokopplers entspricht. Der Übersichtlichkeit halber wurden unterschiedliche Maßstäbe für die beiden Signale eingesetzt. Das Schnittstellensignal 21 weist nun sowohl Impulse 23 an den Nulldurchgängen des Steuersignals 10 auf, wie auch breite Impulse 22 im Bereich der Spitzenwerte der positiven Halbwelle des Steuersignals 10 (also bei Überschreiten des oberen Schwellenwertes) . Durch einen Anschluss der Spitzenwert-Erkennungs-Schaltung 202 an dem invertierten Eingang der Gleichrichterschaltung 200 würde sich ein breiter Impuls 22 auf Höhe der negativen Halbwelle des Wechselspannungssignals 10 ergeben.
Die Impulse 23 an den Nulldurchgängen des Steuersignals 10 ergeben sich, da die Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung 201 in Verbindung mit der Zener-Diode Z2 erst dann einen Strom durchlässt, wenn die Spannung des Steuersignals 10 ein gewisses Potential überschritten hat (sowohl in positiver als auch in negativer Richtung) . Solange die Spannung des Steuersignals 10 so klein ist, dass die Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung 201 in Verbindung mit der Zener-Diode Z2 noch zu keinen Stromfluss in der Primärseite des Optokopplers Q4 führt, da die Schwellenspannung der Zener-Diode Z2 nicht erreicht wird, ist der Optokoppler Q4 sekundärseitig nicht durchgesteuert und somit liegt sekundärseitig ein Schnittstellensignal 21 mit hohem Pegel (23) an, welches als logisch „1" interpretiert wird.
Wenn die Spannung des Steuersignals 10 ein gewisses Potential {im weiteren als unterer Schwellenwert bezeichnet) überschritten hat (aufgrund des Gleichrichters Dl - D4 sowohl in positiver als auch in negativer Richtung) , so reicht der durch die Nulldurchgangs- Erkennungs-Schaltung 201 fließende Strom aus, um die Zener-Diode Z2 durchzusteuern und es fließt ein Strom durch die Primärseite des Optokopplers Q4, womit der Optokoppler Q4 sekundärseitig durchsteuert. Somit liegt sekundärseitig ein Schnittstellensignal 21 mit niedrigem Pegel 24 an, welches als logisch "0" interpretiert wird. Wenn der Taster gedrückt ist und die Spannung des Steuersignals 10 nicht gerade sehr nahe dem Nulldurchgang ist, fließt also aufgrund der Aktivierung der Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung 201 in Verbindung mit der Zener-Diode Z2 durch die Primärseite des Optokopplers Q4 ein Strom und der Optokoppler Q4 steuert sekundärseitig durch. Somit liegt sekundärseitig ein Schnittstellensignal 21 mit niedrigem Pegel 24 an, welches als logisch "0" interpretiert wird. Bei Anliegen einer Netzspannung aufgrund des gedrückten Tasters liegt somit während der negativen Halbwelle für einen Grossteil dieser Halbwelle ein Schnittstellensignal 21 mit niedrigem Pegel 24 an, welches als logisch "0" interpretiert werden kann. Vorzugsweise wird ein Anliegen einer Netzspannung dadurch erkannt, dass für das Schnittstellensignal 21 regelmäßig für die Zeitdauer nahezu einer Netzhalbwelle, also zumindest 9 ms, ein Signal mit niedrigem Pegel 24 anliegt. Somit kann ein Anliegen einer Netzspannung, also die Betätigung des Tasters, durch die Auswertung einer längeren Phase des Anliegens eines Signals mit niedrigem Pegel 24 (also der Empfang eines logisch „0") erfolgen. Wenn der Taster nicht gedrückt ist, also eine offene Leitung vorliegt, können bei entsprechend langer Leitung kapazitive StörSignale eingekoppelt werden. Diese eingekoppelte Netzspannung wird indessen nie die Schaltschwelle der Zenerdiode ZI erreichen, so dass dieser Zweig nie aktiv wird, d. h. der Transistor Q3 nie durchgeschaltet wird, welcher den Schaltungspunkt vor der Zener-Diode Z2 auf eine Spannung von 0V ziehen würde.
Vielmehr wird die bipolare eingekoppelte Störspannung nur einen Beitrag in dem Zweig nach dem Gleichrichter mit den Dioden Dl - D4 liefern, sofern die eingekoppelte Spannung zumindest ausreicht, dass diese Spannung den unteren Schwellenwert überschreitet und somit die Nulldurchgangs- Erkennungs-Schaltung 201 in Verbindung mit der Zener-Diode Z2 einen Strom durchlässt.
Jede gleichgerichtete Halbwelle des Steuersignals Vn erzeugt somit ab dem Überschreiten des unteren Schwellenwertes einen gewissen Stromfluss mittels der Transistoren Ql und Q2 am Eingang des Optokopplers Q4 . Ein Stromfluss durch die Primärseite des Optokopplers Q4 wird ausgangsseitig als logisch "0" interpretiert (analog zum DALI-Standard, der im hohen Zustand eine Spannung von mehr als 0 V führt) . Allerdings ist die Zeitdauer eines solchen Signals mit logisch „0" nur im Bereich unterhalb von 5 ms. Ein Störsignal bei nicht gedrücktem Schalter kann also bei Anwendung einer Erkennung anhand der Nulldurchgänge gemäß dem Stand der Technik dazu führen, dass in jeder Halbwelle Strom fließen kann, was ausgangsseitig dann als Nulldurchgang interpretiert werden kann.
In Fig. 6 wird ein beispielhafter Signalverlauf bei dem erfindungsgemäßen Betriebsgerät nach Fig. 4 bei offener Leitung und einer kapazitiven Störung gezeigt. Die kapazitiv eingekoppelte Netzspannung 31 weist einen Phasenversatz von 90° gegenüber dem Steuersignal 10 auf. Da der Taster nicht gedrückt ist, erkennt die Schnittstellenschaltung keine Nulldurchgänge der tatsächlichen Netzspannung 10. Stattdessen werden die Nulldurchgänge des kapazitiv eingekoppelten Signals 31 im Schnittstellensignal 30, welches dem Ausgangssignal des Optokopplers entspricht, detektiert. Es ergeben sich somit Impulse 32 , 33 in dem Schnittstellensignal. Da sich in dem Schnittstellensignal jedoch keine längeren Impulse, welche dem Überschreiten der oberen Schwellenwerte
(Spitzenwerten) jeweils einer Halbwelle entsprechen, oder / und keine anhaltende Phase mit niedrigem Pegel befinden, akzeptiert die nachfolgende Ansteuerschaltung das Signal nicht gültiges Signal und damit nicht als Hinweis auf die Betätigung des Schalters bzw. Tasters.
Wenn dagegen eine echte Netzspannung durch Drücken des Schalters bzw. Tasters als Steuersignal anliegt, wird die Schaltschwelle der Zenerdiode ZI (oberer Schwellenwert) überschritten und der Transistor Q3 wird durchgeschaltet, wodurch der Punkt vor der Zener-Diode Z2 auf eine Spannung von 0V gezogen wird, was wiederum ausgangsseitig in dem Schnittstellensignal 30 als logisch "1" interpretiert wird. Bei der Halbwelle der umgekehrten Polarität kommt der obere Schaltungszweig nicht zum Zuge, d. h. der Transistor Q3 wird nie durchgeschaltet. Vielmehr wird sich bei dieser Halbwelle stets aufgrund der Nulldurchgangs- Erkennungs-Schaltung 201 in Verbindung mit der Zener-Diode Z2 für einen Großteil dieser Netzhalbwelle ein Stromfluss mittels der Transistoren Ql, Q2 ergeben, was ausgangsseitig als logisch "0" interpretiert wird.
Somit ergibt sich nur beim Anlegen einer echten Netzspannung und nicht bei einer eingekoppelten Störspannung ein Unterschied zwischen den Halbwellen unterschiedlicher Polaritäten. Nur bei einer Halbwelle wird aufgrund des Aktivierens des oberen Schaltungszweigs ausgangsseitig logisch "1" anliegen. Dagegen wird bei der eingekoppelten Störspannung unabhängig von der Polarität der Halbwellen abhängig von der Amplitude der eingekoppelten Störspannung immer für eine deutlich kürzere Zeitspanne als die Zeitdauer einer Netzhalbwelle ein Strom fließen, d. h. ausgangsseitig immer logisch "0" anliegen, wenn Strom fließt.
Ein logisch "0" von einer Zeitdauer oberhalb eines Schwellwerts von z. B. mindestens 9 ms während einer ersten Halbwelle kann also nur erzeugt werden, wenn eine bewusste Netzspannung anliegt. Wenn die Nulldurchgänge ausgefiltert werden, dauern die Pulse mit einem Pegel von logisch „0", also mit niedrigem Pegel, zumindest 10 ms an. Zudem kann auch nur bei bewusstem Anlegen einer Netzspannung der obere Schaltungszweig mit der Zenerdiode ZI aktiviert werden. Primärseitig fließt also bei einer Störspannung in jeder Halbwelle für eine deutlich kürzere Zeitspanne als die Zeitdauer einer Netzhalbwelle ein Strom. Bei einem bewusst durch Tasterbetätigung erzeugten Netzspannungssignal fließt in zumindest jeder zweiten Halbwelle für fast die gesamte Zeitdauer dieser Halbwelle in dem unteren Zweig 201 ein Strom und in jeder zweiten Halbwelle (bestimmter Zeitdauer) , in der die Netzamplitude über der Schwellenspannung der Zenerdiode ZI liegt, fließt kein Strom im Optokoppler. Daher ist zur Diskriminierung der Schalterbetätigung der Zustand zu ermitteln, dass primärseitig an dem Optokoppler Q4 während bestimmter Ausschnitte einer jeden zweiten Halbwelle kein Strom fließt, und / oder in der anderen Halbwelle immer Strom in den Optokoppler fließt, solange bestimmte Schwellwerte von z. B. -6,5V bzw. +6,5V überschritten sind. Somit ist es auch möglich, dass die
Schnittstellenschaltung 2 das Überschreiten des unteren Schwellenwertes für zumindest den Großteil der Zeitdauer einer von zwei Halbwellen des Steuersignals 10 detektiert, und dass die Schnittstellenschaltung 2 für jede Detektion eines Überschreitens des unteren Schwellwertes einen
Signalpuls niedrigen Pegels 24 in dem Schnittstellensignal 21 erzeugt, und bei wiederholtem Aufeinanderfolgen
mehrerer derartiger Signalpulse niedrigen Pegels 24 das Anliegen eines Steuersignals 10 erkennt.
In Fig. 7 wird erneut ein beispielhafter Signalverlauf in dem erfindungsgemäßen Betriebsgerät nach Fig. 4 hier bei einer offenen Leitung von 350m Länge gezeigt. Das Steuersignal 10 liegt somit nicht am Eingang der Schnittstellenschaltung an. Stattdessen liegt lediglich ein eingekoppeltes Signal 41 an. Die Impulse 42, 43 des Schnittstellensignals 40 werden bei länger werdender Leitung immer kürzer. Es ist jedoch noch immer eine sichere Unterscheidung von absichtlich angelegter Netzspannung und eingekoppelter Signale möglich.
In Fig. 8 dagegen wird von einer offenen Leitung von mind. 550m Länge ausgegangen. Die Spitzenwerte 54 des eingekoppelten Signals 51 erreichen hier eine solche Höhe, dass die Durchbruchsspannung der Zenerdiode ZI aus Fig. 4 überschritten wird. Es werden somit wie auch bei Anliegen eines Netzsignals 10 Impulse 55 im Bereich einer Halbwelle des eingekoppelten Signals 51 erzeugt. Zusätzlich werden Impulse 52, 53 im Bereich der Nulldurchgänge des eingekoppelten Signals 51 erzeugt. Eine Unterscheidung zwischen einem eingekoppelten Signal 51 und einem anliegenden Netzsignal 10 ist nicht länger möglich. Insbesondere durch die Phasenverschiebung zwischen dem Netzsignal 10 und dem eingekoppelten Signal 51 ergibt sich eine Asynchronit t verschiedener angeschlossener Geräte und Fehlschaltungen. Allerdings sind Leitungslängen von mehr als 500m unüblich für eine Leuchten- oder Beleuchtungsinstallation und daher muss dieser Fall nicht weiter betrachtet werden.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt 300 werden die Spitzenwerte jeweils einer von zwei Halbwellen eines Steuersignals detektiert. Als Spitzenwert gelten dabei sämtliche Werte oberhalb einer Schwellspannung. In einem zweiten Schritt 301 wird das Steuersignal gleichgerichtet. Das resultierende gleichgerichtete Steuersignal besteht aus aufeinanderfolgenden Halbwellen identischen
Vorzeichens .
In einem optionalen dritten Schritt 302 werden Nulldurchgänge des Steuersignals detektiert, indem Nullpunkte des gleichgerichteten Steuersignals ermittelt werden. In einer alternativen Variante können die Nulldurchgänge des Steuersignals auch einfach herausgefiltert werden (beispielsweise durch Herausfiltern von Pulsdauern von unter 150 ps) . In einem vierten Schritt 303 werden die ermittelten Spitzenwerte (Überschreiten des oberen Schwellenwertes) und das Aktivieren des unteren Zweiges 202 und optional die ermittelten Nulldurchgänge in einem gemeinsamen Schnittstellensignal zugefasst. In einem fünften Schritt 304 wird das Schnittstellensignal hinsichtlich logischer Zustände und der damit bezweckten Schaltvorgänge ausgewertet. In einem sechsten Schritt 305 wird das Leuchtmittel entsprechend den im vorangehenden Schritt ermittelten Steuervorgaben angesteuert.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Verschiedenste
Leuchtmittel können erfindungsgemäß angesteuert werden. Auch der Einsatz abweichender Eingabegeräte, wie z. B. berührungsempfindliche Displays, etc. ist denkbar. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in den Figuren gezeigten Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombinierbar.

Claims

Ansprüche
1. Betriebsgerät (1) für Leuchtmittel (5),
wobei das Betriebsgerät (1) über eine
Schnittstellenschaltung (2) und eine Ansteuerschaltung (3) verfügt,
wobei die Schnittstellenschaltung (2) in Abhängigkeit eines Steuersignals (Vn, 10) ein Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt, und
wobei die Ansteuerschaltung (3) zumindest ein Leuchtmittel (5) in Abhängigkeit des Schnittstellensignals (21, 31, 41, 51) ansteuert,
wobei das Steuersignal (Vn, 10) ein außerhalb des
Betriebsgeräts (1) erzeugtes Wechselspannungssteuersignal ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schnittstellenschaltung (2) ein Überschreiten eines oberen Schwellenwertes lediglich einer von zwei Halbwellen des Steuersignals (Vn, 10) detektiert, und dass die Schnittstellenschaltung (2) für jede Detektion des Überschreitens des oberen Schwellenwertes einen ersten Signalpuls (22, 55) in dem Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt, und ein Überschreiten eines unteren
Schwellenwertes (24) der anderen der zwei Halbwellen detektiert.
2. Betriebsgerät (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuersignal (Vn, 10) einen ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand aufweist,
dass der erste Schalt zustand ein durchgängiges
Wechselspannungssignal ist, und
dass der zweite Schalt zustand eine Abwesenheit eines
Wechselspannungssignals ist.
3. Betriebsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet:,
dass die Schnittstellenschaltung (2) eine Spitzenwert- Erkennungs-Schaltung (202) beinhaltet,
dass die Spitzenwert-Erkennungs-Schaltung (202) die das Überschreiten des oberen Schwellenwertes der positiven oder der negativen Halbwelle des Steuersignals (Vn, 10) erkennt, und
dass die Spitzenwert-Erkennungs-Schaltung (202) den ersten Signalpuls (22, 55) in dem Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt.
4. Betriebsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet:,
dass der erste Signalpuls (22, 55) eine Länge von
zumindest 1ms aufweist, vorzugsweise von zumindest 3ms, und
dass der erste Signalpuls (22, 55) eine Länge von
höchstens 10ms, vorzugsweise von höchstens 8ms aufweist.
5. Betriebsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet:,
dass die Schnittstellenschaltung (2) eine Nulldurchgangs- Erkennungs-Schaltung (201) beinhaltet,
dass die Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung (201) in Verbindung mit einer Zener-Diode (Z2) das Überschreiten des unteren Schwellenwertes des Steuersignals (Vn, 10) erkennt, und
dass die Nulldurchgangs-Erkennungs-Schaltung (201) für ede Detektion des Überschreiten des unteren
Schwellenwertes des Steuersignals (Vn, 10) einen zweiten Signalpuls niedrigen Pegels (24) in dem
Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt.
6. Betriebsgerät (1) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Signalpuls (24) eine Länge von zumindest 9ms aufweist, vorzugsweise von 9,5ms.
7. Betriebsgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schnittstellenschaltung (2) eine Gleichrichter- Schaltung (200) beinhaltet, und
dass die Gleichrichterschaltung (200) das Steuersignal (Vn, 10) gleichrichtet wird.
8. Verfahren zum Betreib von Leuchtmitteln (5),
wobei in Abhängigkeit eines Steuersignals (Vn, 10) ein Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt wird, und wobei ein Leuchtmittel (5) in Abhängigkeit des
Schnittstellensignals (21, 31, 41, 51) angesteuert wird, wobei das Steuersignal (Vn, 10} ein außerhalb eines
Betriebsgeräts (1) erzeugtes Wechselspannungssteuersignal ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Überschreiten eines oberen Schwellwertes
lediglich einer von zwei Halbwellen des Steuersignals (Vn, 10) detektiert wird, und
dass für jede Detektion des Überschreitens des oberen Schwellenwertes ein erster Signalpuls (22, 55) in dem Schnittstellensignal (Vn, 10) erzeugt wird, und
dass ein Überschreiten eines unteren Schwellenwertes der anderen der zwei Halbwellen detektiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal (Vn, 10) einen ersten Schalt ustand und einen zweiten Schaltzustand aufweist,
dass der erste Schaltzustand ein durchgängiges
Wechselspannungssignal ist, und
dass der zweite Schaltzustand eine Abwesenheit eines Wechselspannungssignals ist.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Signalpuls (22, 55) eine Länge von
zumindest 1ms aufweist, vorzugsweise von zumindest 3ms, und
dass der erste Signalpuls (22, 55) eine Länge von
höchstens 10ms, vorzugsweise von höchstens 8ms aufweist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass Nulldurchgänge des Steuersignals (Vn, 10} erkannt werden, und
dass für jede Detektion des Überschreitens des unteren
Schwellenwertes erkennt ein zweiter Signalpuls (24) in dem Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der zweite Signalpuls (24) eine Länge von zumindest 9ms aufweist, vorzugsweise von 9,5ms.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Steuersignal (Vn, 10) gleichgerichtet wird.
14. Betriebsgerät (1) für Leuchtmittel (5), wobei das Betriebsgerät (1) über eine
Schnittstellenschaltung (2) und eine Ansteuerschaltung (3) verfügt,
wobei die Schnittstellenschaltung (2) in Abhängigkeit eines Steuersignals (Vn, 10) ein Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt, und
wobei die Ansteuerschaltung (3) zumindest ein Leuchtmittel (5) in Abhängigkeit des Schnittstellensignals (21, 31, 41, 51) ansteuert,
wobei das Steuersignal (Vn, 10) ein außerhalb des
Betriebsgeräts (1) erzeugtes Wechselspannungssteuersignal ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schnittstellenschaltung (2) ein Überschreiten eines unteren Schwellenwertes für zumindest den Großteil der Zeitdauer einer von zwei Halbwellen des Steuersignals (Vn, 10) detektiert, und
dass die Schnittstellenschaltung (2) für jede Detektion des Überschreitens des unteren Schwellenwertes einen
Signalpuls niedrigen Pegels (24) in dem
Schnittstellensignal (21, 31, 41, 51) erzeugt, und bei wiederholtem Aufeinanderfolgen mehrerer derartiger
Signalpulse niedrigen Pegels (24) das Anliegen eines
Steuersignals (Vn, 10) erkennt.
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